DE102005009927A1 - Mantelthermoelement mit Ausgleichsleitung - Google Patents
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Abstract
Das Mantelthermoelement ist mit Ausgleichsleitungen versehen, die an aus einer Schutzhülse herausgeführte Thermoschenkel angeschlossen sind. Um eine Verbindung zwischen den Schenkeln des Thermopaares und den Ausgleichsleitungen zu schaffen, die bei Bewegungen der Ausgleichsleitungen Unterbrechungen oder Kurzschlüsse mit Sicherheit ausschließt, ist jeder Thermoschenkel (2, 3) zusammen mit dem Drahtende (4, 5) einer Ausgleichsleitung (6, 7) in sich gegenseitig übergreifender Lage jeweils in einer exzentrischen Axialbohrung (8, 9) eines von einer längeren Metallhülse (12, 12') umschlossenen Isolierstoffkörpers (10) positioniert und radial kontaktierend unter Querschnittsverformung verpresst.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Mantelthermoelement mit Ausgleichsleitungen, die an aus einer Schutzhülse herausgeführte Thermoschenkel angeschlossen sind.
- Bei Mantelthermoelementen der gattungsgemäßen Art, die einen kleinen Durchmesser (1 mm bis 2 mm) aufweisen, ist es erforderlich, mit den aus der Schutzhülse herausgeführten Endabschnitten der Thermoschenkel jeweils eine Ausgleichsleitung elektrisch leitend zu verbinden. Dabei ist sicherzustellen, dass diese Verbindungen stabil sind und dass durch äußere Einwirkungen auf die freien Teile der Ausgleichsleitungen keine Unterbrechungen oder Kurzschlüsse entstehen können.
- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, für ein Mantelthermoelement der eingangs genannten Art eine Ver bindung zwischen den Schenkeln des Thermopaares und den Ausgleichsleitungen zu schaffen, die bei Bewegungen der Ausgleichsleitungen Unterbrechungen oder Kurzschlüsse mit Sicherheit ausschließt.
- Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass jeder Thermoschenkel zusammen mit dem Drahtende einer Ausgleichsleitung in sich gegenseitig übergreifender Lage jeweils in einer Axialbohrung eines von einer längeren Metallhülse umschlossenen Isolierstoffrohres positioniert und radial kontaktierend unter Querschnittsverformung verpresst ist.
- Durch die erfindungsgemäße Anordnung und die Verbindung der etwa 0,3 mm dicken Thermoschenkel mit den etwa 0,5 mm dicken Drahtenden der Ausgleichsleitungen wird nicht nur ein guter elektrischer Kontakt zwischen den miteinander zu verbindenden Teilen hergestellt, sondern es sind die jeweils miteinander verbundenen Teile des einen Leiterstranges auch gegenüber den miteinander verbundenen Teilen des anderen Leiterstranges elektrisch zuverlässig isoliert. Durch das Verpressen wird auch eine hohe Stabilität und zugleich auch ein wirksamer Schutz gegen äußere Einflüsse, die zu Unterbrechungen oder Kurzschlüssen führen könnten, erzielt.
- Durch die weitere Ausgestaltung nach Anspruch 2 kann eine Verbesserung des elektrischen Kontaktes zwischen den miteinander zu verbindenden Teilen, nämlich den Thermoschenkeln einerseits und den Drahtenden der Ausgleichsleitungen andererseits, erzielt werden.
- Der Isolierstoffkörper kann entweder gemäß Anspruch 3 aus einem imprägnierten Keramikwerkstoff oder gemäß Anspruch 4 aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff bestehen, sofern sich diese Stoffe durch Pressen querschnittsmäßig verformen lassen.
- Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 5 wird die Montage, d.h. das Zusammenfügen der zu verbindenden Teile innerhalb der Metallhülse erleichtert.
- Die gemäß Anspruch 6 vorgesehene Form der Metallhülse hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft erwiesen.
- Die Ausgestaltung nach Anspruch 7 verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit in die Metallhülse und somit auch in den Isolierstoffkörper, wobei ihre Ausgestaltung nach Anspruch 8 sich als vorteilhaft erwiesen hat.
- Fertigungstechnisch vorteilhaft kann es auch sein, die Metallhülse gemäß Anspruch 9 aus zwei sich gegenseitig zentrierenden, axial zusammengefügten Hülsenteilen herzustellen.
- Anhand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 die Verbindungselemente für ein Mantelthermoelement mit Ausgleichsleitungen in noch nicht verpresstem Zustand im Schnitt; -
2 eine Stirnansicht II aus1 ; -
3 in koaxialer Anordnung das Mantelthermoelement mit seinen beiden Thermoschenkeln und zwei Ausgleichsleitungen mit ihren Drahtenden, die mit den Thermoschenkeln zu verbinden sind; -
4 die Metallhülse als Einzelteil im Schnitt; -
5 den Isolierstoffkörper als Einzelteil im Schnitt; -
6 eine Stirnansicht des Isolierstoffkörpers der5 ; -
7 die aus Kunststoff bestehende Einlage im Schnitt; -
8 eine Stirnansicht der in7 dargestellten Einlage; -
9 eine zweiteilige Ausführungsform der Metallhülse im Schnitt. - Da sich das Thermoelement in einer Schutzhülse
1 befindet, wird es Mantelthermoelement genannt. Es besitzt zwei aus dieser Schutzhülse1 stirnseitig herausgeführte, etwa 0,3 mm dicke Thermoschenkel2 und3 , die elektrisch leitend, d.h. gut kontaktierend, mit den etwa 0,5 mm dicken Drahtenden4 und5 zweier Ausgleichsleitungen6 und7 zu verbinden sind. - Um eine stabile und gegen äußere Einflüsse unempfindliche, mechanische Verbindung zwischen den Thermoschenkeln
2 und3 einerseits und den Drahtenden4 und5 andererseits zu erzielen, wird jeder Thermoschenkel2 und3 zusammen mit dem jeweils zugehörigen Drahtende4 bzw.5 der Ausgleichsleitungen6 und7 in sich gegenseitig übergreifender Lage in einer exzentrischen Axialbohrung8 und9 eines Isolierstoffkörpers10 positioniert. Dieser Isolierstoffkörper10 kann aus einem imprägnierten Keramikwerkstoff oder aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, insbesondere aus Peek, bestehen. Dabei ist der Isolierstoffkörper10 im zylindrischen Hohlraum11 einer Metallhülse12 positioniert. Dieser Hohlraum11 schließt sich an eine koaxiale Axialbohrung14 an, die in einem, im Durchmesser verjüngten Abschnitt13 der Metallhülse12 angeordnet ist. Diese Axialbohrung14 ist auf den Durchmesser der Schutzhülse1 abgestimmt und nimmt die Schutzhülse1 des Mantelthermoelements zentrierend auf. - Dabei ragt die Schutzhülse
1 durch die Axialbohrung14 hindurch annähernd bis in den Bereich des zylindrischen Hohlraumes11 , in dem sich der zylindrische, mit den zwei exzentrisch angeordneten, achsparallelen Axialbohrungen8 und9 versehene Isolierstoffkörper10 befindet. - Wie aus
1 ersichtlich ist, ragen dabei die Thermoschenkel2 und3 von der einen Stirnseite15 her in die Axialbohrungen8 und9 und die Ausgleichsleitungen6 und7 mit ihren beiden Drahtenden4 und5 von der gegenüberliegenden Stirnseite16 her in diese Axialbohrungen8 und9 , so dass sich eine übergreifende Lage zwischen den Thermoschenkeln2 und3 einerseits und jeweils einem Drahtende4 bzw.5 andererseits ergibt. Dabei ist die axiale Länge a des Kunststoffkörpers10 so gewählt, dass auch die Isolierungsenden17 und18 der Ausgleichsleitungen6 und7 noch in die Axialbohrungen8 und9 von der Stirnseite16 her hineinragen können, damit sie beim axialen Verpressen, das anschließend erfolgt, vom Isolierstoffkörper10 erfaßt und in diesem befestigt werden. - Um das Eindringen von Feuchtigkeit durch das offene Ende des Hohlraums
11 in den Bereich des Kunststoffkörpers10 zu verhindern, ist unmittelbar anschließend an den Kunststoffkörper10 in den Hohlraum11 eine aus elastischem Kunststoff bestehende zylindrische Einlage20 vorgesehen, welche zwei exzentrische, achsparallele Bohrungen21 und22 zum Hindurchführen der Ausgleichsleitungen6 und7 aufweist. - In der in
1 dargestellten Vormontageposition werden sämtliche, die Verbindungseinheit bildenden Teile, in radialer Richtung so stark verpresst, dass durch die dabei entstehende Querschnittverminderung bzw. Querschnittsveränderungen, eine stabile unlösbare Verbindung auch zwischen den Thermoschenkeln2 und3 einerseits und den Drahtenden4 und5 andererseits aber auch zwischen der Schutzhülse1 und den Ausgleichsleitungen6 und7 zustande kommt, die gegen äußere Krafteinwirkungen in hohem Maße unempfindlich ist. Durch den zwischen den beiden Axialbohrungen8 und9 bestehenden Steg10' des Isolierstoffkörpers, der bis an die Stirnseite der Schutzhülse1 heranreicht, werden die beiden Thermoschenkel2 ,3 und die Drahtenden4 ,5 voneinander getrennt gehalten, d.h. elektrisch isoliert. - Um eine zusätzliche Verbesserung der Kontaktierung zwischen den Thermoschenkeln
2 und3 einerseits und den Drahtenden4 und5 andererseits zu erzielen, besteht auch die Möglichkeit, diese jeweils miteinander zu verschweißen, bevor sie in die Axialbohrungen8 und9 des Isolierstoffkörpers10 eingeführt werden. - Anstelle der in den
1 und4 dargestellten einstückigen Metallhülse12 , kann auch eine aus einem zylindrischen Rohrstück12' und einem Drehteil13' axial zusammengefügte, also zweiteilige, Metallhülse vorgesehen sein. Dabei ist es zweckmäßig, das mit der Axialbohrung14 versehene Drehteil13' mit einem Zentrieransatz24 zu versehen, der zentrierend in das Rohrstück12' hineinragt.
Claims (9)
- Mantelthermoelement mit Ausgleichsleitungen, die an aus einer Schutzhülse herausgeführte Thermoschenkel angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Thermoschenkel (
2 ,3 ) zusammen mit dem Drahtende (4 ,5 ) einer Ausgleichsleitung (6 ,7 ) in sich gegenseitig übergreifender Lage jeweils in einer exzentrischen Axialbohrung (8 ,9 ) eines von einer längeren Metallhülse (12 ,12' ) umschlossenen Isolierstoffkörpers (10 ) positioniert und radial kontaktierend unter Querschnittsverformung verpresst ist. - Mantelthermoelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoschenkel (
2 ,3 ) und die Drahtenden (4 ,5 ) der Ausgleichsleitung (6 ,7 ) miteinander verschweißt sind. - Mantelthermoelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierstoffkörper (
10 ) aus einem imprägnierten Keramikwerkstoff besteht. - Mantelthermoelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierstoffkörper (
10 ) aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, insbesondere Peek, besteht. - Mantelthermoelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt seiner Schutzhülse (
1 ) in einer zentralen Axialbohrung (14 ) der Metallhülse (12 ) zentrierend aufgenommen ist. - Mantelthermoelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Axialbohrung (
14 ) in einem Endabschnitt (13 ) der Metallhülse (12 ) befindet, der einen kleineren Außendurchmesser aufweist als der übrige Teil der Metallhülse und dass sich an diese Axialbohrung (14 ) koaxial ein radial erweiterter, zylindrischer Hohlraum (11 ) anschließt, in dem der Isolierstoffkörper (10 ) angeordnet ist. - Mantelthermoelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das der Axialbohrung (
14 ) gegenüberliegende Ende der Metallhülse (12 ,12' ) mittels einer aus hochtemperaturbeständigem, elastischem Kunststoff bestehenden Einlage (20 ) feuchtigkeitsdicht verschlossen ist. - Mantelthermoelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (
20 ) aus einem zylindrischen Körper mit zwei exzentrischen Axialbohrungen (21 ,22 ) besteht. - Mantelthermoelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (
12 ) aus zwei sich gegenseitig zentrierenden, axial zusammengefügten Hülsenteilen (12' ,13' ) besteht.
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