DE1889986U - Temperaturmessgeraet. - Google Patents

Description

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Patentanwalt

Dipl.-lng. E. SPLANEMANN 2000 HAMBURG 36, den 16. April 1962

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Research & Engineering

Gontrols Limited, ~-. .,.

South Bersted Industrial Estate -; 7 ^<; .., -,"""'"----*■--,

Bognor Regis/Sussex, England /;.___ "" -"----.ι<·₌ ·^!, ·_Ί;\ <-

G-ebrauchsmusteranmeldung ■·■--. -.. ^!

Temperaturmeßgerät

Die Erfindung betrifft ein Semperaturmeßgerät Td25w. einen Tempera,turaießfühler, der einen Widerstandsdraht als temperaturempfindliches Element aufweist.

Gemäß der Erfindung ist bei einem Temperaturmeßgerät auf einer Trägerfläche ein temperaturempfindlicher Widerstandspiraldraht angeordnet, dessen Abstand von der Trägerfläche im Bereich der Spiralwindungen auf ein Minimum herabgesetzt ist, und auf der Trägerfläche ein isolierendes Haftmittel vorgesehen, das die Windungen des Widerstandsdrahtes auf der Trägerfläche abschnittsweise fixiert und den Widerstandsdraht in seiner gesamten Länge mit Abstand von der Trägerflache hält. Diese Konstruktion ermöglicht die Herstellung eines Temperaturmeßgerätes, das beim Auftreten einer Spannung im Widerstandselement aufgrund von Temperaturveränderungen eine sehr geringe Wärmekapazität, eine kurze Ansprachzeit und einen niedrigen Grad von Fehlanzeigen aufweist.

Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform besteht das Temperaturmeßgerät aus einer Trägerfläche und einem spiralförmig gewundenen temperaturampfindlichen Widerstandsdraht, dessen Spirallängsachse parallel zur Trägerfläche und der elektrischen Isolierung angeordnet ist, die einen

Teil der Trägerfläehe bildet und die mindestens abschnittsweise den fiderstandsdraht im Bereich seiner Spiralwindungen •umsehließt, der so unmittelbar an der Oberfläche des Trägers mittels eines Haftmittels gehalten ist·

Auf der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Temperaturmeß« gerätes,

Fig. 2 eine Endansicht betrachtet in Richtung der pfeile 2-2 in Fig· I,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linien 3-3 in Fig. 1 und Fig· 2,

Fig· 4 einen stark vergrößerten Teüsehnitt gemäß Linie 4«4 in Fig. 3»

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform des Erfindungs·* gegenstandes in einem senkrechten Längsschnitt,

Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Bauart des Meß» fühlers, teilweise im Schnitt,

Fig. 7 eine ebene Abwicklung gemäß Fig. 5 und 6 während der Herstellung,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines Meßfühlers in einem senkrechten Schnitt nebst Hai» terung,

Fig. 9 einen stark vergrößerten Schnitt gemäß Linie 9-9/10 in Fig. 8,

Fig.10 einen Schnitt des rechten Teiles von Fig. entsprechend der Linie 10-9/1Ö in Fig. 8 in starker Vergrößerung,

Fig.11 eine weitere Ausführungsform des Erfindungs« gegenstandes in einem Längsschnitt und

Flg. 12

09 \) ^

Fig. 12 eine vergrößerte Teildarstellung des Anschlusses eines Widerstandsdrahtes an einen Leiter in einer Seitenansicht gemäß Fig.11·

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Semperatürmeß« gerät "besteht aus einem Mantelrohr 5» das aus zwei Rohrhälf« ten 8, 8A zusammengesetzt ist, die, um·die Vorrichtung zu schließen, bei 9 und 9A zusammengeschweißt werden· Das Mantelrohr 5 ist einendig mittels einer Deckelplatte 10 ver« schlossen, die bei 11 mit dem Rohrmantel 5 verschweißt ist* Auf die Außenseite des Rohrmantels 5 wirkt die umgebende !Temperatur ein· Die Stärke der Wandungen der Rohr half ten 8, 8A und der Deckelplatte 10 hängt von den Druckverhältnissen ab. je nach dem Verwendungszweck des Meßfühlers kann das offene freie Mantelrohrende mit einem Flansch 12 versehen sein, der dann mittels Schweißverbindungen 13 mit den Bohr« halften 8, 8A fest verbunden ist.

Das auf die temperatur ansprechende Element ist ein Widerstandsdraht 20, der aus den verschiedensten Materialien, wie z.B. Nickel, Platin, Wolfram, Kupfer und anderen Metallen sowie Legierungen, bestehen kann· Dieser Y/iderstandsdraht ist nur abschnittsweise an den Innenflächen der Rohrhälften 8, 8A befestigt und kann zick-zack-linienförmig oder haarnadelförmig geführt sein. Die Befestigung des Widerstandsdrah« tes 20 erfolgt nur an den Krümmungen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den v/iderstandsdraht 20 als Spirale auszubilden, wie dies auf den Zeichnungen dargestellt ist. Die Spirale ist dann mit ihren gewendelten Abschnitten mittels eines Haftmittels an den Grundflächen 8, 8A befestigt. Die Wendel sind vorzugsweise nicht mit Haftmittel überzogen»

Gemäß Fig. 1 bis 4 wird jede Innenfläche der Rohrhälften 8, 8A vor dem Zusammenschweißen mit einer leicht zugänglichen Fassung versehen. Jede dieser Fassungen weist zwei isolierte Zuführungsleitungen auf, und zwar die eine Fassung Zuführungsleitungen 14A, 15 für die Rohrhälfte 8 und die andere Fassung Zuführungsleitungen 14, 15A für die andere Rohrhälfte 8A. Jede Leitung ist durch eine Isolierung

gegenüber

gegenüber den Innenwandungen der'Rohrhälften 8 "bzw. 8A geschützt.

Von den Zuführungsleitungen 14, 15A, 14A, 15, die mittels Haftmitteln auf den Innenflächen der Rohrhälften 8, 8A gehalten sind, wie dies bei 16 gezeigt ist, sind die freien Enden der Leitungen 14A, 15A bä 17 miteinander verbunden, so daß die stromführende Einheit der Sohrhälfte 8 mit der Einheit der Rohrhälfte 8A in Verbindung steht (Fig. 2).

Der spiralförmig gewundene, temperaturempfindliche wi« derstandsdraht 20 der Rohrhälfte 8 ist mit seinem einen Ende bei 21 an den Zuführungsdraht 14A und mit seinem anderen Ende bei 22 an den Zuführungsdraht 15 angeschweißt, angelötet od. dgl.. Der Widerstandsdraht 20, dessen spirale einen nur geringen Durchmesser aufweist, ist an der Innenfläche der Rohrhälfte 8 mittels einer dünnen Schicht 24 eines niehtlei« tenden Haftmittels befestigt (Fig. 4)· Die Spirale 20 ist nicht in das Haftmittel eingebettet, sondern so befestigt, daß die Spirale 20 bei 25 nur geringfügig in das Haftmittel hineinragt. Das Haftmittel kann dabei die aufeinanderfolgen« den windungen der Spirale vollständig umschließen, oder die aufeinanderfolgenden Windungen auch nur teilweise umgeben· Die zwischen der Spirale 20 und der Innenfläche der Rohrhälfte 8 befindliche Haftmittelschicht wirkt als elektrischer Isolator, der die einzelnen aufeinanderfolgenden Windungen der Spirale 20 voneinander und die Spirale 20 gegen die Bohrhälfte 8 isoliert·

Es können, je nach den Temperaturen, auf die der Meßfühler ansprechen soll, zahlreiche unterschiedliche Ar« ten von Haftmitteln verwendet werden. Für die Messung von niedrigen Temperaturen kann das Haftmittel beispielsweise aus einem weichen Gummikitt bestehen, der die Spirale des Widerstandsdrahtes 20 aufnimmt und der nach einer bevorzug« ten Ausführungsform entsprechend dem Verlauf der Windungen 2OA bis 2QD des Widerstandsdrahtes auf der Innenfläche der Rohrhälfte 8 aufgetragen wird (Fig. 3). Wegen der benötigten Iiänge des Widerstandsdrahtes 2 ο ist es erforderlich, die

Spirale

~ 5

Spirale in mehreren windungen anzuordnen· Bei der Befesti« gung der Spirale ist dann zu beachten, daß diese nicht vollständig von dem Haftmittel eingeschlossen wird.

Bei höheren Temperaturen besteht das Haftmittel bei« spielsweise aus einem Silioonharz oder aus einer wässrigen Mischung aus Glaspulver oder Emaille. Eine derartige auf die Innenflächen der Rohrhälften aufgetragene Mischung wird, nachdem die Spirale in die Mischung sorgfältig eingelegt worden ist, geschmolzen, so daß nach dem Erkalten die Spi» rale von der erstarrten Glasschmelze gehalten wird.

Die Zuführungsleitungen 14A, 15 und 14, 15A und deren Isolierungen bestehen aus Materialien, die den von dem Temperaturmeßgerät zu messenden Temperaturen entsprechen· Bei niedrigen Temperaturen kann man als werkstoffe für die Isolierung der leitungen Kunststoffe verwenden, die dann mittels Gummikitt, Siliconharzkitt od. dgl· befestigt werden· Für höhere Temperaturen kann als Isolierung Asbest, Glas od. dgl# vorgesehen sein. Die Haftmittel zur Befestigung derartiger Isolierungen bestehen dann ebenfalls aus Glas oder aus einem der zahlreichen hoehsehmelzenden Zemente, die zum Schmelzen gebracht werden, um so die Isolierung an den Bohrhälften des Rohrmantels zu befestigen.

Uach dem Einbau der Widerstandsdrähte 20 mit den isolierten Zuführungsleitungen in die beiden Sohrhälften 8, 8A werden diese mit ihren Längskanten aufeinandergesetzt und mittels Löt-, Hartlot« oder Schweißverbindungen miteinander verbunden» Die anzuwendende Methode zur Herstellung der Verbindung richtet sich jeweils nach den Temperaturen, auf die der Meßfühler ansprechen soll. Die zur Herstellung der Löt«, Hartlot« oder Schweißverbindungen aufzuwendenden Temperaturen zerstören nicht die Haftmittel, da beispielsweise zahl» reiche Plastikmaterialien gegenüber den Löttemperaturen be« ständig sind. Die Glasfritteglasuren sind sogar durch. Schweißtemperaturen nicht zerstörbar. Mach dem Versehweißen der Rohrhälften 8, 8A miteinander werden der Befestigungs« flansch 12 und die Deckelplatte 10 aufgesetzt und mit dem

Mantelrohr

Mantelrohr verschweißt. Die Leiter der beiden aus dem Mantelrohr 5 herausragenden Leitungen 14A, 15A werden dann miteinander verbunden.

Das Temperaturmeßgerät ist nunmehr einsatzbereit. Die nur abschnittsweise durchgeführte Befestigung der Spirale 20 ermöglicht die Aufrechterhaltung eines spannungsfreien Zustandes innerhalb der Spirale, der auch dann aufrechterhalten wird, wenn das aus den Rohrhälften 8, 8A bestehende Mantelrohr 5 mit der Deckelplatte 10 und dem Flansch 12 größeren Temperaturschwankungen unterworfen wird* Der Widers tandsdraht 20 kann so infolge seiner beschränkten Be« festigung allen Temperaturschwankungen sehr schnell folgen. Bs besteht ferner die Möglichkeit, das dem Flansch 12 benachbarte Mantelrohrende zu verschließen. Die ZuführungsIei« tungen sind dann in einem Verschluß aus Glas od.dgl* gehalten und können mit diesem herausgenommen werden. Das Mantelrohr 5 kann mit Luft, Argon, Helium, Stickstoff od.dgl· gefüllt sein* Wird der vom Mantelrohr umschlossene Raum evakuiert und die Masse des Widerstandsdrahtes 20 verringert, so wird die Ansprechzeit des Meßfühlers verkürzt. Die Wandstärke des Mantelrohres 5 kann in Anpassung an den Durchmesse, der Spirale variiert werden.

In Fig. 5, 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform des Temperaturmeßgerätes dargestellt, bei dem ein geschlossenes Mantelrohr verwendet wird. Gemäß Fig. 5 besteht ein mit 30 bezeichneter Schutzmantel aus einem becherförmigen Körper oder aus einem an seinem einen Ende geschlossenen Rohr, das etwa der Form einer Kartuschenhülse entspricht. Das Mantelrohr 30 weist einen zylindrischen Abschnitt 31 auf, der in einen sich um etwa 2 bis 10° konisch verjüngenden Ab« schnitt 32 übergeht. Die Rohrwandung ist im Abschnittsbe« reich 31 stärker als im Abschnitt 32 ausgebildet. Das das Mantelrohr abschließende Bndstück 33 bildet mit den Rohrabschnitten 31, 32 eine geschlossene Einheit.

Das offene freie Ende des Mantelrohres 30 ist mittels einer Verschlußkappe 35 abgedeckt, die mit einem Außenge«

winde

er 7 "

winde 36 und Singriffflächen 37 für einen Schraubenschlüssel od. dgl· versehen ist· Die Verschlußkappe 35 trägt in ihrem Inneren eine Halterung zur Aufnahme eines Glasstopfens 40, der mit der Verschlußkappe 35 fest verbunden sein kann oder der mittels eines ubergreifenden Randes 38 sicher in stellung gehalten wird. Durch den Glasstopfen 40, der mit Isolierungen für die Zuführungsleitungen versehen und der unter Aus« ■bildung eines gasdichten Verschlusses in der Kappe 35 gehalten ist, sind zwei Metallrohre 41» 42 hindurchgeführt, die die mit einem rohrförmigen Schutzmantel 43, 44 umgebenen und mit einer Isolierung versehenen Einzelleiter aufnehmen· Die Einzelleiter bzw. Drähte sind mit 43B, 44B und deren Is0» lierungen mit 43A, 44A bezeichnet. Die Isolierungen 43A, 44A reichen über die Enden der Schutzmantel 43, 44 hinaus. Ebenso sind die freien Enden der Leiter 43B, 44B frei von Isolierungen (Fig· 5). Die isolierten Leiter 43B, 44B sind in den Schutzmänteln 43» 44, die sie umgeben und tragen, zentriert gehalten.

Die Leitungen 43» 44 sind, zusammen mit einem auf einer Trägerplatte 45 befestigten Widerstandsdraht 48 als in den Rohrmantel 30 einsetzbares Sinbauelement ausgebildet (Fig. 6 und 7)· Die Trägerplatte 45 besteht aus einem dünnen Metallblatt, beispielsweise aus Silber, auf dem der Widerstandsdraht 48 in der oben beschriebenen Weise haftend befestigt ist (Fig. 7)· Das Silberblech ist kreissektorenförmig zugeschnitten· Dieser Zuschnitt, der eine Bogenlänge AR, einen inneren Radius IR, einen äußeren Radius QE, eine Breite W sowie E_ndkanten 45Δ und 45B aufweist, wird dann so gebogen, daß er die Form eines abgestumpften Kegels erhält, der so bemessen und geformt ist, daß er in den konischen Bndteil 32 des Mantelrohres 30 eingesetzt werden kann. Die Länge AR ist vorteilhaft so zu wählen, daß zwischen den Kanten 45A, 45B ein freier Raum CS verbleibt·

Auf dem Zuschnitt der Trägerplatte 45 werden, bevor dieser kegelstumpfförmig abgebogen ist, die bemäntelten Zuführungsleitungen 43» 44 gemäß Fig· 7 so angeordnet, daß die Isolierungen 43A, 44A der Leiter 43B, 44B die Träger-

platte 45 an ihren äußeren Kanten, "benachbart der Ecken übergreifen. Anschließend werden die Schutzmäntel 43» 44 der Leitungen auf der Trägerplatte 45 "bei 46 und 47 durch Kleben oder Löten "befestigt. Die Leiter 43B, 44B sind mit ihren Isolierungen 43A, 44A so angeordnet, daß die Iso« lierung "bei der Befestigung der Schutzmantel 43, 44 durch Löten auf der Trägerplatte 45 nicht "beschädigt wird. Ba die Leitungen parallel zu den Rändern 45A, 45B des Zu« schnittes, also strahlenförmig verlaufen, und die Leitungen in sich versteift sowie an den Ecken des Zuschnittes befestigt sind, "bilden die Leitungen eine Handhabe, durch die sowohl das Einführen des Einbauelementes in das Mantelrohr 30 als auch das Einsetzen in den konischen Endabschnitt 32 des Mantelrohres erleichtert wird·

Auf die noch plan ausgebildete Trägerplatte 45 wird auf die plattenfläche, auf der die Leitungen 43, 44 befestigt sind, Haftmittel 49 oder Fritte in einer dünnen Schicht aufgetragen, auf die dann ein spiralenförmiger Y/iderstandsdraht 48 in vielfachen Windungen, beispielsweise gemäß einem in Fig» 7 dargestellten Muster, aufgelegt wird. Die freien Enden des Widerstandsdrahtes 48 werden dann bei 48 A und 48B mit den von der Isolierung befreiten Enden der Leiter bzw. Drähte 43B, 44B mittels schweiß« oder Lötverbindungen verbunden. Die Stärke der Bemäntelung der Leitungen 43, 44 und die Stärke der Isolierschicht 43A, 44A bedingen, daß die Leiter 43B, 44B mit einem geringen Abstand auf der Trägerplattenoberfläche zu liegen kommen. Von besonderer Wichtigkeit ist jedoch, daß der Kleber oder das halbflüssige Glaspulver 49 in einer dünnen Schicht auf die Trägerplatte 45 aufgetragen wird. Die Stärke der Haftmittelschicht entspricht etwa dem mehrfachen Durchmesser des Widerstandsdrahtes 48 (Fig. 4 und 10), dessen spiralförmige 'Windungen (oder Biegungen, wenn der Iiderstandsdraht 48 anders als spiralförmig ausgebildet ist) auf das Haftmittel 49 gelegt werden und auf diesem anhaften, wobei die Spirale des Widerstanddrahtes 48 nicht gänzlich

in

in das Haftmittel eingebettet oder von diesem umgeben ist. Die Eindringlings tiefe der Spirale in das Haftmittel ist vorzugsweise geringer als der Durchmesser des wiclerstandsdrahtesj sie kann jedoch, auch mehr oder weniger als die Hälfte des Durchmessers der Spirale betragen·

Das Haftmittel kann für'niedrige Temperaturen aus Gummimisehungen, für mittlere Temperaturen aus Plastik und für hohe Temperaturen aus Glas oder Keramik bestehen. Wird jedoch als Haftmittel Glaspulver verwandt, so wird dieses geschmolzen. Von der erstarrten Glasmasse wird dann die Spirale sicher gehalten·

Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die Leitungen 43» 44 erst nach der Befestigung des Widerstandsdrahtes 48 durch Schmelzen auf der Trägerplatte 45 befestigt werden· Die Trägerplatte 45 kann dann leichter in die zum Einsetzen in das Mantelrohr 30 erforderliche Form gebogen werden· Das Glaspulver ist jedoch nur entsprechend dem Verlauf der Spi« rale aufzutragen, um ein Auseinanderlaufen der Schichten zu vermeiden» Dadurch wird dem Einbauelement 45 eine gute' Biegsamkeit gegeben. Eine weitere Möglichkeit, eine gute Biegsamkeit zu erhalten, wird dadurch erreicht, daß die Spirale vorsichtig nicht auf die Trägerplatte 45, sondern auf eine andere Trägerplatte aufgelegt wird, die vorher mit halbflüssigem Glaspulver beschichtet worden ist. Diese Trä-r gerplatte wird dann auf die Trägerplatte 45 gelegt· Durch die Hafttröpfchen des halbflüssigen Gemisches an jeder Spiralwindung wird jede einzelne Spiralwindung im Abstand von der platte 45 und ohne Kontaktschluß gehalten· Hach dem Schmelzen werden die Windungen der Spirale unabhängig voneinander von winzigen Glasinseln getragen· Bei der Verwendung eines oxydierten Metalls, beispielsweise eines anodischen Aluminiums, zur Herstellung der Trägerplatte 45 ist auf dieser eine dünne elektrische Isolierschicht vorzusehen*

Die gemäß Fig. 7 hergestellte Einheit mit den

Leitungen

Leitungen 43, 44 und mit dem Widerstandsdraht 48 wird dann in die in Fig- 6 dargestellte Form übergeführt. Die Außenfläche der Trägerplatte 45 ist vollkommen glatt·

Das so gefertigte Sinbauelement wird in den Rohr«" mantel 30 eingesetzt und fest in den sich verjüngenden Rohrmantelabschnitt 32 hineingepreßt, so daß das Einbaue lement an der Innenfläche der Wandung 32 zur Anlage kommt. Die Befestigung an der Innenfläche des Rohrmantels erfolgt durch ein Haftmittel oder durch eine Lötschicht 51· Anschließend wird die Verschlußkappe 40 auf die Leitungen 43, 44 geschoben und gesichert, so daß das Einbau« element dicht abgeschlossen ist. Die Schutzmäntel der Leitungen 43, 44 werden dann an die Muffen 41 und 42 angegelötet· Um beispielsweise ein gasförmiges Medium in den Innenraum des Mantelrohres 30 einführen oder aus diesem ableiten zu können, kann die Verschlußkappe 40 mit einer auf der Zeichnung nicht dargestellten rohrförmigen Zuleitung versehen sein. Die Vorrichtung ist dann zur Eichung und zum Gebrauch fertig·

Die in den Figuren 5 bis 7 wiedergegebene Ausfüh« rungsform ist z.B. dann anwendbar, wenn der Innenraum für die kegelstumpfförmig ausgebildete !Trägerplatte 45 (Fig· 6) so klein ist, daß es unhandlich wäre, in diesem engen Innenraum die Ifiderstandsdrähte usw. anzubringen· Die Wi« derstandsdrähte usw. werden dann vorher auf der noch fla« chen Trägerplatte angebracht. Ist dagegen die kegelstumpf« förmige Form groß genug, so daß das Haftmittel und die Widerstandsdrähte ohne weiteres angebracht werden können, dann kann die in Fig· 8, 9 und 10 dargestellte abgestumpfte Kegelform gewählt werden·

Gemäß Fig. 8 ist eine Wandung 60 mit einer tiefung versehen, die eine kegelstumpfförmige Ausnehmung 61A aufweist. In diese Vertiefung wird der Temperatur«* meßfühler bis zur Anlage an die Wandung 61A eingesetzt· Der Temperaturmeßfühler besteht aus einem der Ausnehmung

entsprechend

« Ii -

entsprechend ausgebildeten Einsatzkörper, dessen Seitenwandung der Verjüngung der Ausnehmung 61, 61A entspricht· Das Einsetzen "bzw. die Befestigung des Einsatzkörpers 62 in die Vertiefung erfolgt durch Eindrücken oder unter Verwendung eines Haftmittels, das zwischen der kegelstumpfförmigen Wandung 62Δ des Einsatzkörpers 62 und der wandung 61A der Ausnehmung vorgesehen ist· Der Einsatzkörper 62 kann mit einem Boden "bzw. leilboden versehen sein oder überhaupt keinen Boden aufweisen· Der in pig. 8 dargestellte Einsatzkörper 62 ist jedoch mit einem Teilboden versehen*

Der Durchmesser des Einsatzkörpers 62 ist so bemessen, daß in seinem Innenraum ein leichtes Arbeiten möglich ist. Auf der Innenfläche der Wandung 62A ist eine Haftmittelschicht oder eine Fritte 64 (Fig· 10) aufgetra« gen. Der mit 63 bezeichnete spiralförmige Widerstandsdraht ist auf die Fläche des Haftmittels in der oben beschrie« benen weise aufgelegt und angeheftet»

Gemäß Fig. 8 und 9 sind füf Windungen der Widerstandsdrahtspirale vorgesehen. Die Ifindungen beginnen bei 63A und enden bei 63B. In diesen Punkten 63A und 63B ist der Widerstandsdraht 63 mit den Leitern 66, 67 verbunden, die mit einer Isolierung 66B, 67B und mit einem metallischen schutzmantel 66A, 67A versehen sind. Die Zuführungs«· leitungen verlaufen in der Mittelachse des kegelstumpf« förmigen Einsatzkörpers 62, sie sind dann abgewinkelt und laufen an der Einsatzkörperwandung 62A aus, so daß die Enden der Leitungen mit ihren Bemantelungern 66A, 67Ä für einen kurzen Abschnitt auf der Innenwandung 62A parallel und in Berührung mit der wandung zu liegen korn« men. In dem Berührungsbereich sind die Schutzmantel 66A, 67A dann an der Innenwandung 62A des Einsatzkörpers 62 bei 68,69 angelötet (Fig· 8 und 9). per Leiter 66 mit der ihn umgebenen Isolierung 66B ist aus dem schutzmantel 66A herausgeführt. Das freie Ende des Leiters 66 weist keine Isolierung auf und ist bei 63A mit dem Widerstands« draht 63 verbunden. In gleicher Weise ist der Leiter 67

mit

mit seiner Isolierung 67B aus dem Schutzmantel 67A herausgeführt. Das nicht isolierte freie Ende des Leiters 67 ist bei 63B mit dem anderen freien Ende des Widerstandsdrahtes 63 verbunden· Die beiden Schutzmäntel 66A, 67A können außerhalb des Einsatzkörpers 62 bei 80 zusammengelötet sein, um ihnen eine größere mechanische Stabilität zu verleihen (Fig. 8).

Aus Fig. 10, die den Anschlußpunkt 63A des Wider» Standsdrahtes 63 mit dem Leiter 66 vergrößert wiedergibt, ist ersichtlich, daß der Schutzmantel 66A, obwohl er klein, ist (beispielsweise 40 : 80 mils) im Verhältnis zur Spirale des Widerstandsdrahtes 63 sehr viel größer bemessen ist (Beispiel: Spiraldurchmesser 3 t 6 mils)· Die Spirale des Yifiderstandsdrahtes 63 ist wiederum viel größer bemessen als der Durchmesser des Drahtes aus dem sie gebildet wurde (Beispiel: 0.2 : 1 mil); er ist außerdem größer als die Stärke der Haftmittelschicht 64 (Beispiel: 0.5 : 1 mil)· Diese nur beispielsweise angegebenen Dimensionen können variiert werden, ohne daß dadurch der Erfindungsgegenstand verändert wird·

In Fig. 10 ist ferner die Einbettung der Spirale des fiderstandsdrahtes 63 in die Schicht des Haftmittels 64 dargestellt. Der partielle Eintauchbereich ist mit 63K bezeichnet. Die Oberflächenspannung des Haftmittels im flüssigen zustand erleichtert die gleichsam schwimmende Einbettung; sie siehert außerdem einen entsprechenden Kontakt des Haftmittels mit dem Widerstandsdraht·

Unterhalb der Spirale 63 ist, um die Spirale 63 gegen den Einsatzkörper 62 zu isolieren, ein entsprechender Haftkörper 64 vorgesehen. Der größte Teil der Spirale 63 wird auf der Haftmittelfläche 64 frei getragen, wodurch ein auf den Widerstandsdraht ausgeübter mechanischer Druck, der auch auftreten würde, wenn die Spirale mit dem größten !Teil ihrer Länge im Haftmittel eingebettet wäre, verhindert

wird.

wird· Auf diese Weise werden die zum größten Teil "bei Widerstandsänderungen auftretenden Drucke im Widerstands-* draht 63 aufgefangen*

Bei Verwendung der oben beschriebenen Ausführung*- formen ist es möglichi Temperaturmeßgerate von robuster Bauart und großer Genauigkeit zu schaffen, die 150 Muli« Sekunden oder weniger anzeigen.

Aus dem Vorangegangenen geht hervor, daß ein Meß·» fühler in planer Ausführungsform gemäß Fig· 7 dann in der planen Form verwendet werden kann, wenn er mittels eines Haftmittels befestigt, angelötet oder mechanisch an einer planen Oberfläche, deren Temperatur gemessen werden soll, gehalten wird. Der Meßfühler kann dann irgendeine Form aufweisen; er kann kreisförmig, rechtwinklig und - wie dargestellt - bogenförmig ausgebildet sein. Die Anordnung des Meßfühlers kann vorzugweise direkt an der Außenfläche eines Behälters, beispielsweise eines Tanks, Rohres usw., dessen Temperatur gemessen werden soll, erfolgen. In erweitertem Sinne können deshalb die Flächen 8 (Fig. 4), 45 (Fig. 5, 6 und 7) und 62 (Fig· 8, 9 und 10) irgendeine Innen- oder Außenfläche darstellen.

Sowohl die in Fig· 5 bis 7 dargestellte Trägerplatte 45 als auch die Trägerplatte 62 gemäß Fig· 8 bis 10 können aus keramischen Werkstoffen, beispielsweise aus Quarz oder !Porzellan oder auch aus Metall bestehen.

In Fig. 11 und 12 ist eine weitere Ausführungsform eines Meßfühlers dargestellt, die ohne großen Kostenauf« wand erstellt werden kann und mit der für viele Zwecke sehr zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden. Hiernach besteht der Meßfühler aus einem zylindrischen Formkörper aus keramischen Werkstoffen, der mit zwei oder mehreren axialen Durchbohrungen 9QA und 9<3B versehen ist. Der Form* körper 90 wird in die gewünschte länge geschnitten und

anschließend

anschließend an seinem einen Ende "bei 9¹O C mittels einer Diamantsäge kreisbogenförmig eingesenkt, um die Durchbrechungen 9OA, 9Qb miteinander verbinden zu können·

Die Oberfläche des Formkörpers 9© ist mit einer Durchbrechung SW versehen, die bis an die Durchbohrung 9OA reicht» Die Durchmesser der Durchbohrungen 9OA, 9GB sind so gehalten, daß in ihnen ein eine leicht gewellte Form aufweisender Leiter sicher gehalten wird·

Jeder Leiter 91, 92 ist an seinem in die Durchbohrung einzuführenden Ende bei 93 mit einer v-förmigen Kerbe versehen, in die das gerade Ende eines spiralförmig ausgebildeten Widerstandsdrahtes 95 eingeführt ist (Fig· 12), Zur Befestigung des Widerstandsdrahtes 95 an den Leitern werden deren Körben 93 zusammengepreßt, wie dies in Fig. 12 ge» strichelt dargestellt ist· Der Widerstandsdraht 95 ist in den Kerben der beiden Leiter 91, 92 sicher gehalten. Die Leiter 91» 92 werden mit dem an ihren Enden befestig« ten fid-erstandsdraht 95 in die Durchbohrungen 9OA, 9GB so weit eingeführt, daß die Kerben im Bereich der Durch« bohrung 9QD zu liegen kommen und durch diese zugänglich sind. Außerdem ist dafür Sorge zu tragen, daß der Wider« stand des Drahtes 95 größer als erforderlieh ist.

Ist jedoch ein längerer Widerstandsdraht er forder*» lieh oder erwünscht, so können die Durchbohrungen 9¹OA, 9OB länger bemessen sein,, wobei von einem längeren Form«* körper auszugehen ist. Andererseits besteht auch die Mög« lichkeit, in dem Formkörper vier oder auch mehrere Durch« bohrungen vorzusehen· Der Formkörper weist dann an seinen Endflächen Einsenkungen auf, durch die die Enden der Durch« bohrungen verbunden werden. Der aus einer der Durchbohrungen heraustretende Widerstandsdraht wird dann von einer Durchbohrung zur anderen über die Einsenkung geführt, so daß die Spirale des Widerstandsdrahtes in dem Formkörper hin- und hergeführt ist. Die Leiter werden jedoch nur

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in jeweils zwei Durchbohrungen eingeführt. Der spiralförmige Widerstandsdraht muß der Länge und der Anzahl der vor« gesehenen Durchbohrungen entsprechend lang bemessen sein.

In die Durchbohrungen 904, 9GB bzw. in alle Durchbohrungen, wenn mehr als zwei vorgesehen sind, wird eine sehr dünne halbflüssige Mischung, bestehend aus einein keramischen Pulver mit !fässer oder mit einem anderen flüssigen träger, eingefüllt. Der flüssige Träger der Keramikpulvermischung wird dann durch Abtropfen entfernt, so daß nur eine dünne Schicht des Keramikpulvermaterials auf der Innenfläche der Durchbohrungen 9OA, 9OB des z.B. keramischen Formkörpers 90 zurückbleibt. Mittels dieser zurückbleibenden Schicht haften dann die windungen des spiralförmigen Widerstandsdrahtes 95 an den Innenwandungen der Durchbohrungen 90A, 9OB abschnittsweise an. Dieser so vorbehandelte Formkörper wird anschließend auf die Schmelztemperatur des Keramikpulvers gebracht, wobei der Widerstandsdraht gleichzeitig mit ausgeglüht wird. Das Keramikpulver schmilzt und bildet nach dem Erstarren eine Glasur, durch die die Windungen des Widerstandsdrahtes 95 an den Innenflächen der Durchbohrungen 9OA, 9OB, und zwar an den Stellen haften, an denen die Windungen der Spirale die Wandungen des Formkörpers berühren· Die in die Durchbohrungen 9^:DA, 9OB einzufüllende Mischung muß sehr dünnflüssig hergestellt sein, damit die entstehende Glasur nur die Beruh« rungspunkte der Spirale des Widerstandsdrahtes an den wandungen der Durchbohrungen überdeckt. Bas keramische Haftmittel hält dann den Widerstandsdraht 95 sicher in Stellung.

Die Einstellung des Widerstandes wird wie folgt durchgeführt:

Eine feine Zange (Pinzette) oder eine Klinge wird durch die Durchbrechung 9QD in den Formkörper hineingeführt. Mit dieser wird die V-förmig zusammengebogene Kerbe,

die

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die vor dem Einsetzen der .Leiter mit dem Widerstandsdraht in die Durchbohrungen 9OA, 9OB an ihrem Ende leicht aufgebogen worden war, ein wenig geöffnet, so daß das Ende des Widerstandsdrahtes 95 aus der Kerbe herausgezogen werden kann» Das durch die Durchbrechung 9CD herausgezogene Ende des Widerstandsdrahtes 95 wird dann um den Längenabschnitt gekürzt, der erforderlich ist, um einen bestimmten Widerstand zu erhalten· Das so um einen bestimmten Abschnitt gekürzte Ende des Widerstandsdrahtes 95 wird durch die Durchbrechung 9OD und erneut in das eingekerbte, jedoch noch aufgebogene Ende des Leiters 91 eingeführt, das dann mittels einer widerum durch die Durchbrechung 90D hindurchgeführten Zange zusammengebogen wird· Das keramische Haft« mittel für die Befestigung der spiralförmigen Wimlungen des Widerstandsdrahtes 95 reicht aus, um den um einige Yifindrn? gen gekürzten widerstandsdraht 95 sicher zu halten»

Haehdem der gewählte bzw. erforderliche widerstand eingestellt worden ist, werden der Einschnitt 90C und die Durchbrechung 9® mit einer kleinen Menge einer keramischen Pulvermischung angefüllt, die zum Schmelzen gebracht wird, so daß die Einsenkung 90C und die Durchbrechung 9QD geschlossen werden können« Das Meßgerät ist nun entweder direkt verwendungsfähig oder es kann in eine metallische Schutzhülle eingebracht werden·

Obwohl bei dem Meßfühler gemäß Fig· Il und 12 gegenüber den A_usführungsformen gemäß der anderen Figuren wenig Haftmasse (thermal mass) vorgesehen ist, kann der keramische Formkörper 90 in sehr kleiner Bauart ausgeführt und hergestellt werden, da auch bei der Verwendung von Masse in kleiner Menge ein an Umfang kleineres Gerät er« stellt werden kann· Die windungen des Widerstandsdrahtes werden nur in den Abschnitten der Windungen gehalten, in denen die windungen der Spirale die Trägerplatte bzw. Trägerfläche berühren· Auf diese Weise wird der Widerstandsdraht in einem spannungsfreien Zustand gehalten»

Schutzansprüche:

Claims (1)

1. - 17 -

   Schutzansprüehe :

   1. Temperaturmeßgerät, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Trägerfläehe ein temperaturempfindlicher Widerstandspiraldraht angeordnet ist, dessen Abstand von der Trägerfläche im Bereich der Spiralwindungen auf ein Minimum herabgesetzt ist, und auf der Trägerfläche ein isolierendes Haftmittel vorgesehen ist, das die Windungen des Widerstandsdrahtes auf der Trägerfläche abschnittsweise fixiert und den Widerstandsdraht in seiner gesamten Länge mit Abstand von der Trägerfläche hält.

   2. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung den Widerstandsdraht in seinen Windungen teilweise umschließt.

   3. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht als eine schraubenförmige Spirale ausgebildet ist, deren Längsachse parallel zur Trägerfläche angeordnet ist und deren zur Trägerfläche weisende Abschnitte durch das isolierende Haftmittel auf dieser unter Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen der Widerstandsdrahtspirale und der Trägerfläche gesichert sind.

   4. Temperautrmeßgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Haftmittel die Spirale des "fiderstandsdrahtes nur teilweise umschließt und der größere Teil der Spiralwindungen freibleibt.

   5. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Haftmittel aus hartem, ursprünglich formbarem Material besteht.

   β. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende Haftmittel aus verfestigtem Plastikmaterial besteht.

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   7. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Haftmittel aus keramischem Material besteht.

   8. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche die Innenfläche eines Behälters darstellt.

   9. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche als Innenfläche eines kegelstumpfartigen Formkörpers ausgebildet ist.

   10. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 1 bis 9, dadurch daß die Trägerfläche aus einer ebenen Platte besteht.

   11. Temperaturmeßgerät nach Anspruch ÜJ^is 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trägerfläche einen spiralförmigen, elektrischen und temperaturempfindlichen Widerstandsdraht aufweist, dessen Längsachse in einer Ebene und parallel zur Trägerfläche angeordnet ist, und eine einen Teil der Trägerfläche bildende Isolierung vorgesehen ist, die den der Trägerfläehe benachbarten Teil der Spiralwindungen des Widerstandsdrahtes umschließt und die Spirale auf der Trägerfläche sichert.

   12. Temperaturmeßgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfläche aus einem elektrisch leitfähigen Material und der Isolator aus einem verfestigten Isoliermittel bestehen.