DE19654463A1

DE19654463A1 - Mantelleitung für den Einsatz in agressiven Medien

Info

Publication number: DE19654463A1
Application number: DE1996154463
Authority: DE
Inventors: Dirk Reuswig; Axel Dr Richter; Bernhard Prause
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-02

Description

Die Erfindung betrifft eine Mantelleitung mit mehreren elektrischen Leitern oder Signaldrähten, die innerhalb eines äußeren Schutzmantels, insbesondere eines metallischen Schutzmantels angeordnet sind und an einem Ende zum Anschluß beispielsweise an einen Sensor herausragen, wobei die Drähte innerhalb eines isolierenden längserstreckten Körpers gegeneinander isoliert und gegenüber dem Mantel isoliert angeordnet sind, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Mantelleitungen sind zumeist zur Signalführung beispielsweise in der Temperaturmeßtechnik bekannt. Durch die geschützte Anordnung innerhalb einer zumeist metallischen Ummantelung ist ein Schutz vor mechanischen und chemischen Eingriffen gegeben. Zur elektrischen Isolation sind die Signaldrähte zumeist innerhalb einer oder mehreren isolierenden Kapillaren angeordnet. Zumeist werden bei einer Mehrzahl von Signaldrähten innerhalb einer Mantelleitung sogenannte Mehrloch kapillaren verwendet. Diese sind mitsamt der Drähte in den metallischen Mantel eingeschoben.

Solche Mantelleitungen werden zum Anschluß von Thermoelementen bzw. Thermofühlern verwendet. Beim Einsatz von Thermofühlern bei der Regelung von abgasreduzierten Verbrennungen sind dieselben oftmals aggressiven Medien ausgesetzt. Dies macht ein Schutz der Signaldrähte notwendig. Hinzu kommt eine erhebliche Temperaturwechselbeanspruchung. Dies führt zu Problemen hinsichtlich der formschlüssig dichten und damit chemisch resistenten Ummantelung der Signaldrähte im Bereich des aus dem Mantel heraustretenden Drahtenden.

Ein besonderes Problem ist der Einsatz in chemisch aggressiver Umgebung. Kommen Feuchtigkeit und Wechseltemperaturbeanspruchung hinzu, so entstehen aggressive korrosive Prozesse auch zwischen den Materialien untereinander.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mantelleitung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß die verwendeten Materialien bei unterschiedlichen Temperaturen und in feuchter und aggressiver Umgebung chemisch resistenter ausgelegt sind.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Mantelleitung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 angegebenen Materialkombinationen gelöst.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Kern der Erfindung besteht darin, daß zum einen der Mantel der Mantelleitung aus einem korrosionsbeständigen Material besteht, und zum anderen zumindest der als + Pol der Mantelleitung dienende elektrische Draht entweder massiv aus einem anodisch nicht angreifbaren Material besteht, oder mit einem solchen beschichtet ist. Dadurch wird in dieser Materialkombination von Mantelwerkstoff und Drahtwerkstoff eine Korrosion selbst elektrolytisch unterstützter Art vermieden, die in der feuchten, ja sogar ionenbelasteten Umgebung wie beispielsweise in Abgasen sonst auftreten kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung besteht der Mantel der Mantelleitung aus Nickel, oder aus Stahl der Bezeichnung 1.4404 gemäß DIN 17440, oder einer Nickellegierung 2.4816 gemäß DIN 17742. Die Leiter bzw. die Drähte bestehen in vorteilhafter Weise aus korrosions- und hitzebeständigen Metallen bzw. Legierungen z. B. Nickel, Titan, oder die besagten Metalle 1.4404 oder 2.4816, oder beispielsweise aus Thermodraht K+ oder K- gemäß IEC 584. Dabei werden entweder Überzüge aus Platin oder Platinlegierungen, oder aber aus Graphit verwendet. Die Leiter können aber auch in massiver Weise aus diesen Materialien bestehen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Die Abbildung zeigt über eine Teillänge einen Längsschnitt durch eine Mantelleitung. Die Mantelleitung besteht aus einem äußeren metallischen Mantel 1 innerhalb dem die Leiterdrähte 2 geführt sind. Diese sind innerhalb des Mantels 1 in einer Mehrlochkapillare 3 geführt, die die elektrische Isolation der Drähte untereinander und gegenüber der metallischen Mantelleitung gewährleisten. Diese Kapillare 3 besteht dabei aus einem hochverdichteten keramischen Pulverwerkstoff aus MgO oder Al₂O₃. Dieser hat die Eigenschaft innerhalb der "Einhausung" des Mantels 1 biegbar und deformierbar zu sein, ohne seine Lochführung bei einer Biegebeanspruchung so zu verändern, daß ein Kurzschluß entsteht. Erreicht wird dies dadurch, daß der Pulverwerkstoff hochverdichtet ist. Somit ist es nicht mit einer feinkörnigen ortslabilen Sandfüllung zu vergleichen, sondern eher mit einer in gewissen Grenzen fließfähigen, aber die geometrischen Querschnittsproportionen im wesentlichen beibehaltenden Substanz.

Durch die gemäß der Rückbeziehungen der Patentansprüche gegebenen Kombinationsmöglichkeiten ist in jedem der Ausführungsmöglichkeiten dieselbe erfindungsgemäße vorteilhafte Wirkungsweise gegeben. D.h. trotz der Potentialunterschiede zwischen dem Mantel und den Drähten ist in einer chemisch d. h. ionisch aggressiven und gegebenenfalls feuchten Umgebung ein elektrolytisch begünstigter Korrosionsprozeß vermieden.

Claims

1. Mantelleitung mit mehreren elektrischen Leitern oder Signaldrähten, die innerhalb eines äußeren Schutzmantels, insbesondere eines metallischen Schutzmantels angeordnet sind und an einem Ende zum Anschluß beispielsweise an einen Sensor herausragen, wobei die Drähte innerhalb eines isolierenden längserstreckten Körpers gegeneinander isoliert und gegenüber dem Mantel isoliert angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) der Mantelleitung aus einem korrosionsbeständigen Material besteht, und daß zumindest der +polige Draht aus einem anodisch resistenten Material besteht oder mit einem solchen beschichtet ist.

2 Mantelleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer anodisch resistenten Beschichtung sich dieselbe lediglich über den Bereich des dem chemischen Eingriff ausgesetzten Leiterabschnittes erstreckt.

3. Mantelleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) der Mantelleitung aus korrosionsbeständigen Metallen bzw. Legierungen wie
Nickel, oder
Stahl 1.4404 gemäß DIN 17440, oder
Nickellegierung 2.4816 gemäß DIN 17742
besteht.

4. Mantelleitung nach Anspruch 3; dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterdrähte (2) aus einem korrosions- und hitzebeständigen Metall oder Metallegierung wie
Nickel, oder
Titan, oder
Stahl 1.4404 gemäß DIN 17440, oder
Nickellegierung 2.4816 gemäß DIN 17742, oder
Thermodraht K+ oder K- gemäß IEC 584
bestehen.

5. Mantelleitung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das anodisch resistente Material aus einem Edelmetall wie Platin oder einer Platinlegierung besteht.