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\ Kupplungsstück für ein eintauchbares Thermoelement.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kupplungsstück für ein zum einmaligen
Gebrauch bestimmtes eintauchbares Thermoelement, welches mittels eines feuerfesten
Werkstoffes am oberen Ende eines Trägerrohres angeordnet ist, an dessen unteren
Ende sich ein elektromechanischer Kupplungsstenker befindet, der unabhängig von
seiner Winkelstellung in eine an einer Lanze vorgesehenen Kupplungsbuchse zur Herstellung
einer elektromechanischen Verbindung einsteckbar ist.
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Bekanntlich läßt sich die temperatur in einer Schmelze am genauesten
mittels eines Thermoelementes feststellen, das mit einem Anzeigegerät verbunden
ist. Zur Erleichterung des Eintauchens des Thermoelements in ein Schmelzbad wird
es am Ende eines langen, als "Lanze" bezeichneten Halters angeordnet. Diese Thermoelementlanzen
sind normalerweise aus dauerhaften Werkstoffen aufgebaut. Neuerdings wurden jedoch
auch zum einmaligen Gebrauch bestimmte Thermoelementlanzen vorgeschlagen, wobei
daa Thermoelement-Ende der 11Lanze" im
Laufe einer einzigen Messung
aufgebraucht wird. In den USA-Patentschriften 2 993 944 (deutsche Patentanm~eldung
E 20 914 IXb»42i) und 2 999 121 sind derartige zum einmaligen Gebrauch bestimmte
Thermoelemente beschrieben.
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Die bereits bekannten zum einmaligen Gebrauch bestimmten Thermoelemente
weisen eine Reihe von Nachteilen auf; insbesondere macht die Kontaktgabe zwischen
dem Thermoelement und dem hermoelementträger Schwierigkeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,zi die den bekannten Thermolelementanordnungen
anhaftenden Nachteile zu vermeiden.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
der Kupplungsstecker aus einer zylindrischen Hülse besteht, die von einem einen
größeren Durchmesser als die Hülse aufweisenden Mittelboden aus nach oben ragt und
zum Einführen in das untere Ende des Trägerrohres dient, und daß die vom Thermoelement
kommenden blanken Anschlußdrähte zur Kontaktgabe zwischen den konzentrisoh angeordneten
Kontaktelementen der Kupplungsbuchse mit Auflageflächen eingeklemmt sind, die vom
Mittelboden ausgehend nach unten ragen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß sowohl der Kupplungsstecker als auch die Kupplungsbuchse aus einem elastischen
Werkstoff, vorzugsweise einem Kunststoffwerkstoff bestehen, in den die jeweils
Kontaktelements
bzw. Anschlußdrähte eingesetzt sind.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand-der Zeichnung; in der Zeichnung
zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die gemäß der-Erfindung ausgebildete Vorrichtung;
Fig. 2 eine Ansicht der (teilweise auseinandergezogenen) gepolten Verbindung zwischen
zwei Bauteilen der gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung; Fig. 3 einen Querschnitt
längs der Linie 3-3 in Fig. 1.
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In Pig. 1 wird eine "Lanze für ein eintauchbares Thermoelement gezeigt,
die allgemein mit 10 bezeichent ist.
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Diese Lanze 10 weist ein erstes Rohr 12 aus rappe auf. Das Rohr 12
stellt ein starkwandiges aus hochwertigem Papier zusammengerolltes Rohr dar. Ein
erster Leitungsdraht 14 und ein zweiter Leitungsdraht 18 erstrecken sich durch das
Rohr 12 hindurch. Der Leitungsdraht 14 wird vorzugsweise aus der im Handel erhältichen
Legierung Nr. 11 hergestellt und hat ein abgeflachtes Ende 16. Der Leitungsdraht
18 ist vorzugsweise ein Kupferdraht und hat ein abgeflachtes
Ende
20.
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Das abgeflachte. Ende 16 ist mit dem einen Ende eines Platindrahtes
22 verbunden. Das abgeflachte Ende 20 ist mit dem einen Ende eines Drahts 24 aus-
einer Platin-Rhodium-Legierung verbunden. Die freien Enden der Drähte 22 und 24
sind an dem heißen Verbindungspunkt 26 initeinander verbunden, Die Drähte 22 und
24 sind möglichst kurz gehalten, um bei den teueren Werkstoffea die Kosten zu verringern
und um ein ras-ches Ansprechen zu ermöglichen, das bei einer nur ffir einmaligen
Gebauch bestimmten ttLanzet erforderlich ist.
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Der hei#e Verbindungspunkt 26 ist im bogenförmigen Abschnitt eines
U-förmigen Schutzrohres 28 angeordnet. Dei freien Enden der Drähte 22 und 24 erstrecken
sich durch die Sch@@@ d@s rohres 28* Das Rohr 28 kann aus irgendeinem von einer
großen Anzahl von Werkstoffen hergestellt sein, z.B. aus Vycor, Quarz, Keramik u.s.w.
Eine erste Durchbrenn-Sperre 30 ist innerhalb des Rohres 12 an einem Punkt angeordnet,
der etwa 2,5cm unterhalb des oberen Enden von Rohr 12 liegt. Eine zweite Durchbranh-Sperre
32 ist. innerhalb des Rohres 12-an einemPu-nkt angeordnet, -der ungefähr 2,5cm vom
unteren Ende der Rohres 12 entfernt ist.
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Die Durchbrenn-Sperren 30 und 32 halten die Leitungsdrähte 14 und
18 im Abstand voneinander. Diese Sperren 30 und 32 können aus einem von einer Anzahl
langsam verbrennender Werkstoffe
hergestellt sein, z.B. aus Holz,
Steinwolle u.s.w Die Sperren 30 und 32 werden vorzugsweise in das rohr 12 stramm
eingepasst.
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Die freien Enden des- Rohres 28 sowie die verbindung zwischen Den
Leitungsdrähten und den Thermoelementdrähten sind In einem Keramikkitt 34 eingebettet.
Der Keramikkitt 34 wirkt -als Isolator, um eine Hitzeübertragung vom Schmelzbad
auf die Verbindungen Zwischen den Thermoelementdrähten und den leitungsdrähten zu
verhindern. Auch liefert der Kitt 34 eine starre Stütze für das Rohr 28.
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Die freien Enden der leitungsdrähte 14 und 18 sind mit einer Einrichtung
verbundene welche eine gepolte Verbindung schafft, so daß die Leitungsdrähte in
sämtlichen beim Verdrehen erreichten Stellungen ständig mit dem (in der Zeichnung
nicht gezeigten) Anzeigegerät in Verbindung sein können. Diese Einrichtung weist
ein erstes Kontakt-Halteteil 36 auf. Dieses Halte teil 36 besteht aus einem einzigen
Stück von biegsamen synthetischem harz, z.B. Polyäthylen und umfa#t einen rohrförmigen
Abschnitt 40, der in das unterste Ende des Rohres 12 stramm eingepresst ist.
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Der rohrförmige Abschnitt 38 erstreckt sich von einer Grundfläche
40 aus, welche das unterste Ende von Rohr 12 überdeckt.
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Ein Hohlzylinder-Bauteil 42 (Fig. 3) ist von der Grundfläche 40 aus
nach unten gerichtet und zwar in Fluchtung mit einer
durch die Grundfläche
40 hindurchgehenden Öffnung. Das Zylindrische 3-auteil 42 ist koaxial zu dem röhrförmigen
Abschnitt 98 angeordnet. Eine bogenförmige Wand 44 erstreckt sich von der Grundfläche
40 aus nach unten und zwar gleichlaufend mit dem Umfang der Grundfläche 40.
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Eine Seitenwand 46 erstreckt sich von einer Kante der Wand 44 aus,
und zwar als langte zu dem zylindrischen Bauteil 42, wie dies in Fig. 3 gez eigt
ist. Eine Seitenwand 48 erstreckt sich von der anderen Kante der bogenförmigen Wand
44 aus und bildet eine Tangente zu dem zylindrischen Bauteil 42. Eine Trennwand
so erstreckt sich zwischen den Wänden 46 und 48 und bildet so zwei abgetrennte Taschen.
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Ein zweites Kontakt-halteteil 52 umgibt die Grundfläche 40.
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Das Halteteil 52 ist ein napfförmig ausgebildetes Bauteil aus Kunstharz,
z.B. Polyäthylen. Ein erster ringförmiger Kontakt 54 ist innerhalb des Halteteiles
52 angeordnet. Der Kontakt 54 ist mit einer isolierten Zuleitung 56 versehen.
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Sin zweiter Kontakt 58 in Form eines mit einer konischen Spitze versehenen
Stiftes ist innerhalb des zylindrischen Bauteiles 42 angeordnet. Der Au#endurdmesser
von Kontakt 58 stimmt im wesentlichen mit dem Innendurchmesser des zylindrisohen
Bauteiles 42 überein. Der Kontakt 58 ist mit einer isolierten Zuleitung 60 versehen.
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Die isolierten Zuleitungen 56 und 60 können die sichdurch das Lanzeh-Halteteil
61 erstreckenden Drähte aufnehmen. Das.
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Halteteil 61 hat einen Bundring 652 welcher auf das eine Ende eines
langgestreckten Rohres 62 aufgeschraubt ist Das langgestreckte Rohr 62 erstreckt
sich von einem Bundring 64 aus? der eine Schulter 66 hat. Der Bund 64 ist mit einem
Rohr 68 verbunden, das sich bis ZU einem (in der Zeichnung nicht gezeigten) Handgriff
erstreckt, welcher die Handhabung der erfindungsgemäßen Lanze 10 erleichterte Der
Bundring 63 liegt am unteren Ende des Rohres 70 an.
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Ein zweites Rohr 70 ist teleskopartig gleitend übergeschoben und von
dem Bundring 63 und dem ersten Rohr 12 abgestützt.
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Das Rohr 70 ist ein dünnwandiges Rohr aus schraubenförmig aufgewickelter
Pappe und ist länger als-das Rohr 12, Das obere Ende des Rohres 70 erstreckt sich
gemäß Fig. 1 am etwa 3,8cm über das oberste Ende von Rohr 12, so da# es das rohr
28 schützt.
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Eine Klammer 72 hält die Rohre 12 und 70 in dieser vorherbestimmten
gegenseitigen Stellung unveränderlich fest. Eine gelochte Kappe 74 ist in das obere
Ende von Rohr 70 eingepresst. Die Kappe 74 ist vorzugsweise aus Hartpapier hergestellt
und bietet einen zusätzlichen Schutz für das Thermoelement. Das Rohr 70 kann aus
zwei getrennten Stücken bestehen, die teleskopartig über das. Rohr 12 geschoben
sind und sich über die freien Enden von Rohr 12 hinaus erstrecken. Falls das Rohr
70 aus zwei Teilen herge.stellt ist, wird jeder der Teile mit einer Klammer oder
in anderer Weise
an dem Rohr 12 befestigt.
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Ein drittes Rohr 76 ist teleskopartig um ins Rohr 70 herum angeordnet.
Das untere Ende des Rohres 76 ist auf den Bund 64 aufgepresst und an der Schulter
66 abgestützt. Das obere Ende des Rohres 76 erstreckt sich bis zu einem @@@@@@@@@@@@
jenseits der Klammer 72 liegenden Punkt. Die teleskopartige Anordnung der Rohre
70 und 76 erleichtert den Versand dieser Rohre im zusammengeschobenen Zustand, wodurch
der Raumbedarf beim Versand verkleinert wird. Das Rohr 76 ist ein Rohr aus starker
Pappe, das den für die gepolte Verbindung und für das aus dauerhaftem Werkstoff
befertigte Rohr 62 benötigten zusätzlichen Schutz bietet.
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Die nur für einmaligen Gebrauch bestimmte Thermoelement-Lanze 10 wird
folgendermaßen hergestellt: Die Drahtleitungen 14 und 18 werden durch das Rohr 12
eingeführt. Die Leitung 18 ist vorzugsweise mit einer Schmelzglasur überzogen, um
einen Kurzschluß zwischen den Leitungen zu verhindern, falls sich diese zufällig
während des Zusammenbaues berühren sollten. Falls die Leitungen 14 und 18 nicht
bandförmig sind, werden ihre Enden 16 bz-w. 20 abgeflacht und dann mit den freien
Enden der Drähte 22 und 24 verbunden.
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Die Durchbrenn-Sperren 30 und 32 werden dann durch das unterste Ende
de-Rohres 12 eingepreßt, bis sie die in Fig. 1 gezeigten Stellungen erreicht haben.
Die Sperren 30 und 32
befinden sich etwa je 2,5cm von dein ihnen
benachbarten Ende des Rohres 12 entfernte Die unteren Enden der Leitungen 14.und
18 werden dann so weit gezogen, bis die heiße Lötstelle 26 die in Fig. 1 gezeigte-Stellung
eingenommen hat. In dieser Stellung liegen die freien Enden des Rohres 28 unterhalb
des obersten Endes von Rohr 12. Dann wird der Kitt 34 auf die Sperre 30 aufgegossen,
bis er das obere Ende von Rohr 12 völlig ausfüllt.
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Bei dem Kitt 34 handelt es sich vorzugsweise um einen rasch trocknenden
Xeramikkitt, der eine starre Stütze für die freien Enden von Rohr 28 bildet und
als Isolator zur Verhinderung einer Hitzeübertragung auf die Nebenlötstellen wirkt.
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Die untersten Enden der Leitungen 14 und 18 werden dann durch das
Kontakthalteteil 36 geführt. Leitung 14 geht durch das zylindrische Bauteil 42,
die Leitung 18 wird entlang der Wand 44 geführt. Ein Zwischenabschnitt der Leitung
18 ist zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 38 und der inneren Umfangsfläche des
Rohres 12 angeordnet. Nachdem das Halteteil 36 in seiner Stellung festgepresst ist,
werden die Enden der Leitungen 14 und 18 auf die erforderliche Länge gebracht und
umgebogen, so das ein in die Taschen an entgegengesetzten Seiten der Trennwand 50
eindringen.
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Die so zusammengebaute Einheit wird nun in das Rohr 70 eingeführt.
Die Rohre werden so eingestellt, daß sich das
oberste Ende von
Rohr 70 etwa 3,8 cm oberhalb des obersten Endes von Rohr 12 befindet. Eine Klammer
72 wird durch die Rohr getrieben, um diese in ihrer gegenseitigen Lage festzuhalten.
Dann wird die Kappe 74 am freien Ende des Rohres 70 festgepresst. Hierauf wird die
so hergestellte Einheit in das Rohr 76 eingeführt und es wirddann die zusammengeschobene
ULanze" zum Versand verpackt.
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Die Lanze" 10 wird folgendermaßen verwendet. Die verpackte Lanze wird
aus ihrem Versandbehälter entnommen und es wird das Rohr 76 in bezug auf das Rohr
70 bis zu der in Fig. 1 gezeigten gegenseitigen Lage ausgezogen. Die teleskopartig
gleitende Fassung der Rohre 70 und 76 erleichtert dieses Ausziehen der Rohre. Das
Rohr 76 wird dann so gehandhabt, daß das Rohr 62 in dieses Rohr 76 so weit endrings,
bis die Schulter 66 gegen das unterste Ende des Rohres 76 und der Bundring 63 gegen
das unterste Ende von Rohr 70 stößt.
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Während das unterste Ende des Rohres 76 auf den Bund 64 gepreßt wird,
wird der Kontakt 58 in das zylindrische Bauteil 42 hineingeschoben, wodurch dieses
Bauteil dort ein wenig ausgebogen wird, wo es zur anschlagenden Berührung mit der
Leitung 14 kommt. Gleichzeitig erfaßt der Kontakt 54 die Wand 44 und biegt diese
Wand dort ein wenig aus, wo sie die Leitung 18 berührt.
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Das Rohr 70 kann dann in bezug auf Rohr 76 und Rohr 62 verdreht -werden-,
um die schützende Schmelzglasur auf den Drähten
14 bzw. 18 abzureiben
und einen guten elektrischen Kontakt sicherzustellen. Die oben erwähnten Maßnahmen
führen automatisch zu einer gepolten Verbindung zwischen den Leitungen 14 und 18
und den Leitungen 56 und 60. Daher wird sowohl eine Vorsicht beim zusammenbauen
der Lanze 10 mit bezug auf Rohr 62 als auch eine Vorsicht bei- Handhabung der Lanze
während der Messung überflüssig Bisher war solche Vorsicht erforderlich, weit die
bisher üblichen Konstruktionen nicht eine gepolte Verbindung aufwiesen, welche eine
Bewegung unter Verdrehung gestattete.
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Eine Bewegung unter Verdrehung ergibt sich aber unweigerlich beim
Eintauchen und Bewegen der Lanze in einer Schmelze. Daher wird bei der erfindungsgemäßen
Lanze 10 nicht ein gelernter Arbeiter zur Durchführung der Temperaturmessung benötigt.
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Wenn die Lanze 10 in e-in Schmelzbad eingebracht wird, erfolgt in
üblicher Weise eine die temperatur der Schmelze anzeigende Messung. Hierbei wird
ein-wesentlicher Teil des oberen Endes der in Pig. 1 gezeigten Lanze 10 durch de
Schmelze aufgebraucht.
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Die Rappe 74, das Rohr 28, der Kitt 34 und die Sperre 30 sorgen dafür,
daß die Lanze 10 nicht zu schnell verb-raucht wird.
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Gewünschtenfalls braucht die Rappe 74 nicht vorgesehen zu sein.
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Nachdem eine Ablesung erhalten ist, wird der Rest der Lanze 10 entfernt
und fortgeworfen, wobei das Rohr 62, das Lanzen-Halte-
61 und das Kontakt-Halteteil 52 zurückbleiben.
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Falls eine weitere Messung srforderlich ist, wird eine neue Lanze
an dem Rohr 62 in beschriebener Weise abnehmbar befestigt.
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Auf diese Weise fällt die bisher nach jeder Messung übliche Aus-Eichung
des Thermoelementes fort. Perner wird das/wechseln von ausgebrannten Teilen einer
dauernd benutzten Lanze vermieden.
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Damit führt die erfindungsgemäße Lanze 10 zur Verringerung der zu
einer Messung erforderlichen Zeit, auch kann sie eine rauhe Behandlung durch unerfahrenes
Personal ertragen und es werden die Probleme ausgeschaltet, welche auftreten wenn
eine gepolte Verbindung nicht vorgesehen ist. Die Beigsamkeit des Halteteiles 36
ermöglicht eine geringe Winkelbewegung zwischen dem Rohr 62 und dem Rohr 12. Derartige
Winkelbewegungen rühren von der Bewegung der Lanze 10 in dem Schmelzbad her. Die
in dem Schmelzbad erforderliche Länge der Lanze 10 führt zu einer geringen Winkelbildung
zwischen dem Rohr 12 und dem Rohr 62, was bisher Probleme hinsichtlich der Aufrechterhaltung
des elektrischen Kontaktes zwischen dem Anzeige gerät und den Drahtleitungen mit
sich brachte.
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Patentansprüche: