[0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Montagevorrichtung für Temperatursensoren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Zur Montage von Sensoren an Anlage- oder Maschinenteilen ist eine Vielzahl unterschiedlicher Vorrichtungen bekannt. Sensoren wie z.B. Temperatursensoren, insbesondere Mantel- oder Einsteckthermoelemente, die in der Regel eine zylindrische Sonde bzw. Messspitze umfassen, sind für den Einsatz in Bohrungen an Anlage- oder Maschinenteilen geeignet. Zur Befestigung von Temperatursensoren an Maschinenteilen werden üblicherweise hülsenartige Adapter mittels gängiger Verbindungstechniken mit den Anlage- oder Maschinenteilen verbunden. Anschliessend werden die Messsonden durch diese Adapterhülsen zur jeweiligen Messstelle geführt und an den Adapterhülsen befestigt.
Verbreitet werden dabei Bajonettverschlusssysteme verwendet, wobei ein hülsenartiger Einschraubadapter aus Messing mit radial vorstehenden Haltenocken aus Stahl zum Befestigen einer Bajonettverschlusskappe am Maschinenteil festgeschraubt wird. Der im hinteren Bereich von einer Schraubenfeder ummantelte Temperatursensor kann mit definierbarem Anpressdruck am Maschinenteil befestigt werden. Dabei wird die Messspitze durch die Adapterhülse an die jeweilige Messstelle geführt. Die an der Schraubenfeder gehaltene Bajonettverschlusskappe wird auf die Adapterhülse aufgesteckt und mit dieser durch eine Drehbewegung verbunden, wobei die Haltenocken in Führungsschlitze oder Führungsnuten der Bajonettverschlusskappe eingreifen.
Die Schraubenfeder wird dabei vorgespannt und drückt die Messspitze mit definierter Federkraft an die Messstelle, sodass ein optimaler, gleich bleibender Kontakt zwischen der Messspitze und der Messstelle sichergestellt ist. Unterschiedliche Baulängen und Durchmesser der Temperatursensoren sowie unterschiedliche Schraubgewinde führen zu einer Vielzahl unterschiedlicher Adapterhülsen, die bei einem Anbieter solcher Produkte entsprechend hohe Lagerhaltungskosten verursachen.
[0003] Bei herkömmlichen Adapterhülsen sind die Haltenocken als Schwerspannstifte aus Stahl ausgebildet, die nachträglich in entsprechenden Bohrungen an den Adapterhülsen befestigt werden. Der Sitz solcher Schwerspannstifte ist insbesondere wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Stahl und Messing unsicher, sodass sich Haltenocken lösen und herausfallen und entsprechende Schäden verursachen können.
[0004] Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige und sichere Montagevorrichtung für Temperatursensoren zu schaffen.
[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Montagevorrichtung gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
[0006] Erfindungsgemäss umfasst die Montagevorrichtung eine Adapterhülse mit einstückig daran ausgebildeten Haltenocken. Die Adapterhülsen sind gratfrei, vorzugsweise aus Messing mit angefrästen Haltenocken ausgebildet. Sie können in einem Arbeitsgang hergestellt werden, sodass der Aufwand für ein nachträgliches Anbringen von Schwerspannstiften entfällt. Die Haltenocken können sich selbst bei grossen Temperaturschwankungen nicht von der Adapterhülse lösen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Adapterhülse als Einschraubadapter ausgebildet und umfasst einen Gewindezapfen mit einem Aussengewinde. Dieser Einschraubadapter kann direkt an einem Maschinenteil festgeschraubt werden.
Der Einschraubadapter kann alternativ durch Aufschrauben eines oder mehrerer aufeinander abgestimmter hülsenartiger Übergangsstücke verlängert und so an unterschiedlich lange Thermoelemente bzw. Temperatursensoren angepasst werden. Die Übergangsstücke umfassen am einen Ende ein Innengewinde und am anderen Ende ein Aussengewinde. Somit können entsprechend ausgebildete Übergangsstücke auch zur Anpassung der Montagevorrichtung an unterschiedliche Gewindearten am jeweiligen Maschinenteil angepasst werden.
[0007] Anhand einiger Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen
<tb>Fig. 1<sep>eine perspektivische Ansicht einer Adapterhülse mit zwei sich diametral gegenüberliegenden, an einem zylindrischen Anschlussstutzen radial hervorragenden Haltenocken,
<tb>Fig. 2<sep>eine zur Adapterhülse aus Fig. 1passende Bajonettverschlusskappe,
<tb>Fig. 3<sep>eine erste Seitenansicht der Adapterhülse aus Fig. 1,
<tb>Fig. 4<sep>eine zweite Seitenansicht der Adapterhülse aus Fig. 1,
<tb>Fig. 5<sep>einen Temperatursensor mit einer teilweise aufgeschnittenen Bajonettverschlusskappe und einer Schraubenfeder.
[0008] Fig. 1 zeigt eine rohrartige Adapterhülse 1 einer Montagevorrichtung zum Befestigen eines Temperatursensors 3 (Fig. 5) an einem Maschinenteil in perspektivischer Darstellung. Die Fig. 3und 4 zeigen zwei orthogonale Seitenansichten der Adapterhülse 1 aus Fig. 1. Die Adapterhülse 1 hat eine Länge L1 von z.B. 25 mm und ist in drei Abschnitte gegliedert: Am hinteren Ende umfasst sie einen zylindermantelförmigen Anschlussstutzen 5 mit einem ersten Aussendurchmesser D1 und mit zwei daran radial hervorragenden, sich diametral gegenüberliegenden Haltezapfen 7a, 7b. Am vorderen Ende der Adapterhülse 1 ist ein Gewindezapfen 9 mit einer Länge L2 von z.B. 10 mm und mit einem Aussengewinde ausgebildet. Dazwischen ist ein mittlerer Mantelabschnitt 11 ohne Aussengewinde angeordnet.
Die Adapterhülse 1 ist einstückig ausgebildet und kann in einem Arbeitsgang gefertigt werden: Bei der Herstellung der Adapterhülse 1 wird - vorzugsweise ausgehend von einem Messingrohr oder einem Messingstab - zuerst ein zylindrisches Rohr gedreht, dessen Aussendurchmesser dem Aussendurchmesser D2 des mittleren Mantelabschnitts 11 entspricht. Ausgehend von diesem Rohr werden durch spanende Bearbeitung die Aussenseite des Anschlussstutzens 5 mit den aus dem Vollmaterial herausgearbeiteten Haltezapfen 7a, 7b gebildet und das Aussengewinde am Gewindezapfen 9 geschnitten. Aufwändige Nacharbeiten sind nicht erforderlich. Zusätzlich können am Anschlussstutzen 5 zwischen den Haltezapfen 7a, 7b Bohrungen 8 ausgenommenen werden. Der Durchmesser der Adapterhülse 1 ist im Bereich des mittleren Mantelabschnitts 11 maximal.
Am Gewindezapfen 9 ist im Grenzbereich zum mittleren Mantelabschnitt 11 eine Taille 13 mit geringerem Aussendurchmesser ausgebildet. Die Adapterhülse 1 ist gratfrei und kann selbstverständlich auch aus einem anderen Material gefertigt sein. Verglichen mit herkömmlichen Ausführungsformen, z.B. solchen mit Schwerspannstiften, können die erfindungsgemässen Adapterhülsen 1 auch dünnwandiger (insbesondere auch im Bereich des Anschlussstutzens 5) und in kleineren Baugrössen mit entsprechend geringerem Materialverbrauch gefertigt werden. Die erfindungsgemässen Adapterhülsen 1 können je nach Ausführungsform auch drei oder mehrere Haltezapfen 7a, 7b umfassen, wobei deren Form und Anordnung am Anschlussstutzen 5 entsprechend unterschiedlicher Erfordernisse vorgegeben werden können (keine Darstellung).
[0009] Die Montagevorrichtung umfasst eine an den Anschlussstutzen 5 angepasste Bajonettverschlusskappe 15 mit einer Anschlusshülse 17, wobei ausgehend von deren vorderem Rand 19 Führungen 21a, 21b für die Haltezapfen 7a, 7b ausgenommenen sind. Das hintere Ende der Bajonettverschlusskappe 15 bildet ein vorzugsweise einstückig an der Anschlusshülse 17 ausgebildeter Ringkörper 23 mit einer axialen Durchgangsöffnung 25 und mit mantel- bzw. aussenseitiger Riffelung für einen besseren Griff.
[0010] Fig. 5 zeigt einen Temperatursensor 27 mit einer Messspitze 29 und einer angrenzend an die Messpitze 29 von einer Schraubenfeder 33 umhüllten Anschlussleitung 31. Hinter der Messspitze 29 ist die Schraubenfeder 33 mit der Anschlussleitung 31 durch die Durchgangsöffnung 25 am Ringkörper 23 hindurchgeführt. Die Oberfläche der Durchgangsöffnung 25 ist z.B. durch eine an die Abmessungen der Schraubenfeder 33 angepasste Nut so strukturiert, dass die Bajonettverschlusskappe 15 an der Schraubenfeder 33 gehalten werden kann und ihre Lage relativ zur Schraubenfeder 33 auch bei Druck- oder Zugbelastung in Richtung der Schraubenfederachse nicht verändert. Bei der Darstellung in Fig. 5 sind die Schraubenfeder 33 und die Bajonettverschlusskappe teilweise aufgeschnitten.
[0011] Der entsprechend Fig. 5vorbereitete Temperatursensor 27 wird mit der Messspitze voran von hinten her in eine Adapterhülse 1 eingeführt, die an einer Bohrung mit Innengewinde bei einer Messstelle am Maschinenteil festgeschraubt ist. Die Bajonettverschlusskappe 15 wird auf den Anschlussstutzen 5 aufgesteckt und durch eine Drehbewegung mit diesem verriegelt. Dabei wird die Schraubenfeder 33 vorgespannt und drückt die Messspitze 29 mit definiertem Anpressdruck an die Messstelle. Die Adapterhülse 1 kann durch Aufschrauben einer oder mehrerer Verlängerungshülsen (nicht dargestellt) mit je einem Innengewinde am hinteren Ende und einem Aussengewinde am vorderen Ende verlängert und so entsprechend der Anforderungen verschiedener Temperatursensoren 27 und Messstellen angepasst werden.
Die Verlängerungshülsen können unterschiedliche Gewinde mit unterschiedlichen Durchmessern und Steigungen aufweisen, sodass eine Adapterhülse 1 nicht nur bezüglich der Länge, sondern auch bezüglich des Durchmessers und der Gewindeart angepasst werden kann.
[0012] Der Anwendungsbereich solcher Montagevorrichtungen ist nicht nur auf Temperatursensoren 27 beschränkt. Grundsätzlich können auch andere Sensoren zur Erfassung anderer Messgrössen in dieser Weise befestigt werden.
The invention relates to a mounting device for temperature sensors according to the preamble of patent claim 1.
For mounting sensors on equipment or machine parts a variety of different devices is known. Sensors such as Temperature sensors, in particular sheath or insertion thermocouples, which generally comprise a cylindrical probe or measuring tip, are suitable for use in bores on equipment or machine parts. For attachment of temperature sensors to machine parts usually sleeve-like adapter are connected by means of common connection techniques with the plant or machine parts. The measuring probes are then guided through these adapter sleeves to the respective measuring point and fastened to the adapter sleeves.
Bayonet locking systems are widely used, with a sleeve-like brass screw-in adapter with radially protruding steel retaining cams for fastening a bayonet locking cap to the machine part being screwed tight. The temperature sensor encased in the rear area by a coil spring can be fastened to the machine part with a definable contact pressure. The measuring tip is guided through the adapter sleeve to the respective measuring point. The held on the coil spring bayonet cap is attached to the adapter sleeve and connected thereto by a rotational movement, wherein the retaining cams engage in guide slots or grooves of the bayonet cap.
The helical spring is preloaded and presses the measuring tip with defined spring force to the measuring point, so that an optimal, constant contact between the measuring tip and the measuring point is ensured. Different lengths and diameters of the temperature sensors and different screw threads lead to a variety of different adapter sleeves, which cause correspondingly high storage costs for a provider of such products.
In conventional adapter sleeves, the retaining cams are designed as heavy-duty pins made of steel, which are subsequently secured in corresponding holes on the adapter sleeves. The seat of such heavy-duty pins is uncertain, in particular because of the different thermal expansion coefficients of steel and brass, so that release cams and fall out and cause corresponding damage.
It is therefore an object of the present invention to provide a cost-effective and secure mounting device for temperature sensors.
This object is achieved by a mounting device according to the features of patent claim 1.
According to the invention, the mounting device comprises an adapter sleeve integrally formed thereon retaining cams. The adapter sleeves are burr-free, preferably made of brass with milled retaining cams. They can be manufactured in one operation, eliminating the expense of retrofitting heavy duty pins. The retaining cams can not be detached from the adapter sleeve even with large temperature fluctuations. In a preferred embodiment, the adapter sleeve is designed as Einschraubadapter and includes a threaded pin with an external thread. This screw-in adapter can be screwed directly to a machine part.
Alternatively, the screw-in adapter can be extended by screwing on one or more co-ordinated sleeve-like transition pieces and thus adapted to thermoelements or temperature sensors of different lengths. The transition pieces comprise at one end an internal thread and at the other end an external thread. Thus, appropriately designed transition pieces can also be adapted to adapt the mounting device to different thread types on the respective machine part.
Based on some figures, the invention will be described in more detail below. Show
<Tb> FIG. 1 <sep> is a perspective view of an adapter sleeve with two diametrically opposed, on a cylindrical connecting piece radially outstanding retaining cams,
<Tb> FIG. 2 <sep> a bayonet cap suitable for the adapter sleeve of FIG. 1,
<Tb> FIG. 3 <sep> is a first side view of the adapter sleeve of FIG. 1,
<Tb> FIG. 4 <sep> is a second side view of the adapter sleeve of FIG. 1,
<Tb> FIG. 5 <sep> a temperature sensor with a partially cutaway bayonet cap and a coil spring.
Fig. 1 shows a tubular adapter sleeve 1 of a mounting device for attaching a temperature sensor 3 (Fig. 5) on a machine part in a perspective view. Figures 3 and 4 show two orthogonal side views of the adapter sleeve 1 of Figure 1. The adapter sleeve 1 has a length L1 of e.g. 25 mm and is divided into three sections: At the rear end, it comprises a cylinder jacket-shaped connecting piece 5 with a first outer diameter D1 and with two radially outstanding, diametrically opposite retaining pins 7a, 7b. At the front end of the adapter sleeve 1 is a threaded pin 9 with a length L2 of e.g. 10 mm and formed with an external thread. In between, a middle shell portion 11 is arranged without external thread.
The adapter sleeve 1 is formed in one piece and can be manufactured in one operation: In the manufacture of the adapter sleeve 1 - preferably starting from a brass tube or a brass rod - first rotated a cylindrical tube whose outer diameter corresponds to the outer diameter D2 of the central shell portion 11. Starting from this pipe, the outside of the connection piece 5 are formed by machining out of the solid material worked out retaining pin 7a, 7b and cut the external thread on the threaded pin 9 by machining. Elaborate rework is not required. In addition, 8 holes 8 can be excluded at the connecting piece 5 between the retaining pin 7a, 7b. The diameter of the adapter sleeve 1 is maximum in the region of the central jacket portion 11.
At the threaded pin 9 a waist 13 is formed with a smaller outer diameter in the boundary region to the middle shell portion 11. The adapter sleeve 1 is burr-free and can of course be made of a different material. Compared with conventional embodiments, e.g. those with heavy-duty pins, the inventive adapter sleeves 1 can also be made thin-walled (especially in the region of the connecting piece 5) and in smaller sizes with correspondingly lower material consumption. Depending on the embodiment, the adapter sleeves 1 according to the invention can also comprise three or more retaining pins 7a, 7b, the shape and arrangement of which can be predetermined on the connecting piece 5 in accordance with different requirements (no illustration).
The mounting device comprises a matched to the connecting piece 5 bayonet cap 15 with a connection sleeve 17, starting from the front edge 19 guides 21a, 21b for the retaining pins 7a, 7b are recessed. The rear end of the bayonet closure cap 15 forms a preferably integrally formed on the connecting sleeve 17 annular body 23 with an axial passage opening 25 and with coat or exteriors ribbing for a better grip.
Fig. 5 shows a temperature sensor 27 with a measuring tip 29 and an adjacent to the measuring tip 29 of a coil spring 33 sheathed connecting line 31. Behind the measuring tip 29, the coil spring 33 is passed with the connecting line 31 through the passage opening 25 on the annular body 23. The surface of the through-hole 25 is e.g. structured by a matched to the dimensions of the coil spring 33 groove so that the bayonet cap 15 can be held on the coil spring 33 and their position relative to the coil spring 33 is not changed even under compressive or tensile load in the direction of the coil spring axis. In the illustration in Fig. 5, the coil spring 33 and the bayonet cap are partially cut.
The prepared according to FIG. 5vorbereitete temperature sensor 27 is inserted with the probe tip from behind into an adapter sleeve 1, which is bolted to a bore with internal thread at a measuring point on the machine part. The bayonet cap 15 is attached to the connecting piece 5 and locked by a rotational movement with this. In this case, the coil spring 33 is biased and presses the measuring tip 29 with a defined contact pressure to the measuring point. The adapter sleeve 1 can be extended by screwing one or more extension sleeves (not shown), each with an internal thread at the rear end and an external thread at the front end and thus adapted according to the requirements of different temperature sensors 27 and measuring points.
The extension sleeves can have different threads with different diameters and pitches, so that an adapter sleeve 1 can be adapted not only with respect to the length, but also with respect to the diameter and the thread type.
The scope of such mounting devices is not limited to temperature sensors 27. In principle, other sensors for detecting other measured quantities can also be attached in this way.