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Die Erfindung betrifft einen Tauchfühler gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Ein Beispiel für einen solchen Tauchfühler zum Erfassen physikalischer Parameter von Fluiden, wie etwa der Wassertemperatur in einem Strömungskanal, ist beispielsweise in der
DE 20 2012 008 452 U1 anhand einer Skizze näher beschrieben. Zur Aufnahme von Interface-, Mess- und/oder Anzeigeschaltungen weist der Tauchfühler einen Anschlusskopf auf, bei dem es sich in der Regel um ein spritzgegossenes quaderförmiges Gehäuse handelt, ausgestattet mit abnehmbarem, kappenförmigem Oberteil. Im Boden des Anschlusskopf-Unterteiles ist eine schlanke metallene Schutzhülse verankert, die in ihrem Innern etwa einen passiven oder aktiven Temperatursensor aufnimmt. Der Sensor liegt gegen einen Deckel an, mit dem die Schutzhülse an ihrem freien Stirnende fluiddicht verschlossen ist; oder er ist in das offene Stirnende der Schutzhülse fluiddicht eingepasst. Von dem Sensor verlaufen durch die Schutzhülse hindurch Anschlusskabel in den Anschlusskopf hinein, an die erwähnten dortigen Schaltungen oder zu einem bloßen Klemmenpaar für den Anschluss weiterführender Kabel.
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Bei handelsüblichen Tauchfühlern der gattungsgemäßen Art ist auf die Außenmantelfläche des dem Anschlusskopf zugewandten Stirnendes der Schutzhülse ein metallischer Rohrnippel aufgeschoben und mit der Schutzhülse fluiddicht verschweißt. Die so bestückte Schutzhülse greift mit dem Außengewinde des Rohrnippels in eine Öffnung im Anschlusskopf-Boden ein und ist darin verschraubt. Dabei erstreckt die Schutzhülse sich durch eine unter der Boden-Öffnung angeformten Manschetten-Kanal.
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Eine solche mehrteilige, vor ihrer Montage zunächst noch zusammenzubauende Schutzhülse ist allerdings logistisch und fertigungstechnisch aufwändig; und das Anziehen des Metallgewindes im Kunststoff-Boden ist wegen der Gefahr einer Beschädigung oder gar des Ausreißens infolge Einbringens eines zu starken Anzugmomentes funktionskritisch.
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In Erkenntnis solcher Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, für die Aufnahme der Schutzhülse im Anschlusskopf eine konstruktiv weniger aufwändige und dabei doch qualitativ zuverlässigere Lösung anzugeben.
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Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Hauptanspruch angegebenen wesentlichen Merkmale gelöst.
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Danach ist das dem Anschlusskopf zugewandte Stirnende der Schutzhülse wenigstens geringfügig zu einem, im Verhältnis zur Länge der Schutzhülse axial kurzen, hohlkegelstumpfartig trichterförmigen Kragen aufgeweitet. Mit diesem Kragen erfährt die durch die Boden-Öffnung hindurch vollständig in den Kanal eingesenkte Schutzhülse einen zentrierenden axialen Anschlag gegen eine stufige oder vorzugsweise gegen eine dem Trichter entsprechend leicht konische Verjüngung. Unterhalb dieses Anschlags ist die Außenmantelfläche der Schutzhülse von der Kanal-Manschette im Reibschluss umgriffen.
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Zum Sichern gegen ein axiales Zurückgleiten der Schutzhülse in den Anschlusskopf hinein sowie zum Sichern der Zentrierung der Schutzhülse im anschlusskopffesten Kanal ist, hinter der Schutzhülse, ein hohler Stopfen in die zum Kanal führende Boden-Öffnung eingeschraubt. Die – vorzugsweise der Trichtergeometrie des Kragens entsprechend – leicht konisch sich verjüngende Stopfen-Front greift rückwärtig in den Kragen der Schutzhülse axial ein. Dieser Stopfen besteht aus, vorzugsweise hartelastischem, Kunststoff, so dass beim Einschrauben dessen Außengewindes durch die Boden-Öffnung hindurch und/oder in den sich anschließenden Kanal hinein eine mechanische Überbeanspruchung der relativ zueinander zu verdrehenden Kunststoffbereiche nicht mehr zu befürchten ist; zumal nun nur noch der Stopfen verdreht wird, nicht mehr auch die im Kanal reibschlüssig gehalterte Schutzhülse. Diese praktisch verdrehfeste Passung der Schutzhülse in dem Kanal fördert darüber hinaus in wünschenswerter Weise den fluiddichten Verschluss des Innenraumes des Anschlusskopfes gegenüber der Arbeitsumgebung der Schutzhülse.
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Die nachstehend beschriebene Zeichnung veranschaulicht etwa maßstabsgerecht skizziert die Ausstattung des Anschlusskopfes eines erfindungsgemäßen Tauchfühlers mit seiner Sensor-Schutzhülse. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine erfindungsgemäß ausgestattete Schutzhülse mit ihrem aufgeweiteten Kragen im Axial-Längsschnitt,
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2 ebenfalls im Axial-Längsschnitt den Kunststoff-Stopfen mit seinem Durchlass, umgeben von einem Mehrkantprofil und vom dagegen axial versetzten Außengewinde, sowie
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3 den Tauchfühler mit seiner, mittels des Stopfens im Anschlusskopf-Boden verankerten, Schutzhülse.
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Das in 3 in abgebrochenem Längsschnitt skizzierte Unterteil des im Kunststoff-Spritzguss mit glaskugelverstärktem Kunststoff erstellten Anschlusskopfes 11 eines Tauchfühlers 12 weist in seinem Boden 13 eine durchgehende Öffnung 14 auf. An die schließt sich eine unter dem Boden 13 montierte oder vorzugsweise wie dargestellt angeformte Manschette 15 an, die koaxial von einem Kanal 16 durchzogen ist. Dessen Querschnitt weist, vom Boden 13 fort gerichtet, eine leichte, konische oder stufige, Verjüngung 17 auf.
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Eine metallische, etwa aus Edelstahl gezogene schlanke Schutzhülse 18 ist an ihrem freien Stirnende 19 mittels eines ebenen Deckels 20 hermetisch, etwa stoffschlüssig, verschlossen. Das gegenüberlegende, dem Anschlusskopf 11 zugewandte Stirnende 21 der Schutzhülse 18 ist, etwa durch Kaltumformen, zu einem axial kurzen hohlkegelstumpfförmigen Kragen 22 aufgeweitet.
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Diese Schutzhülse 18 ist mit ihrem Deckel 20 voraus durch die Boden-Öffnung 14 hindurch in den Kanal 16 der Manschette 15 eingeführt. Vor ihrem anschlusskopfabgelegenen Austritt aus dem Kanal 16 erfährt die Schutzhülse 18 auf ihrer Außenmantelfläche längs der Innenmantelfläche der Hohlzylinderwandung des Kanales 16 eine Zentrierung infolge radialer Reib- oder Presspassung.
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Dennoch könnte die Schutzhülse 18 bei entsprechender axialer Belastung in den Anschlusskopf 11 zurückgeschoben werden. Das ist jedoch dadurch zuverlässig unterbunden, dass der Schutzhülse 18 durch die Öffnung 14 hindurch und in den Kanal 16 hinein ein aus Kunststoff geformter Stopfen 23 mit leicht konisch verjüngter Front 28 und koaxialem Durchlass 24 nachgesteckt worden ist, nämlich zunächst bis zu axialem Anschlag seines Außengewindes 25 gegen den Boden 13 des Anschlusskopfes 11. Mittels Werkzeugangriffes gegen ein flanschartig umlaufendes Mehrkant-Profil 26 an seinem, im Anschlusskopf 11 gelegenen, Ende 27 wurde der Stopfen 23 durch die Öffnung 14 im Boden 13 hindurch in den sich anschließenden Bereich des Kanales 16 hinein geschraubt; und zwar bis zu koaxial zentrierendem Eingriff der konischen Stopfen-Front 28 in den trichterförmig sich verjüngenden Kragen 22 der Schutzhülse 18 hinein. Dadurch ist die Schutzhülse 18 bis zum axialen, radial zentrierenden Anschlag ihres radial ausladenden Kragens 22 gegen die im Kanal 16 koaxial umlaufende Verjüngung 17 axial angepresst. Ein Drehmoment wurde dafür nur über das Mehrkantprofil 26 auf den Stopfen 23 ausgeübt, aber nicht auch auf die in ihrem Manschetten-Kanal 16 kraftschlüssig gehalterte Schutzhülse 18. Die bei der Montage aufgetretene mechanische Beanspruchung der Gewindepaarungen mit dem kunststoffgeformten Stopfen-Außengewinde 25 in der Öffnung 14 und im darunter sich anschließenden Manschetten-Kanal 16 war deshalb wünschenswert niedrig.
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Zwischen dem Boden 13 und dem Mehrkant-Profil 26 verbleibt zweckmäßigerweise letztlich ein geringer lichter axialer Freiraum 29, wodurch konstruktive Überbestimmungen und abermals Überbeanspruchungen des Mehrkantprofiles 26 beziehungsweise des durch die Öffnung 14 hindurch in den Kanal 16 eingeschraubten Außengewindes 25 zuverlässig vermieden sind.
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Durch das Einlegen einer Dichtung insbesondere in Form eines O-Ringes 30 zwischen dem Kragen 22 der Schutzhülse 18 und der Verjüngung 17 im Kanal 16, der vor dem Einstecken der Schutzhülse 18 in den Kanal 16 eingeführt und auf die Verjüngung 17 aufgesetzt wurde oder mit dem die Schutzhülse 18 ausgestattet ist, ist zusätzlich sichergestellt, dass Feuchtigkeit oder sonstiges Medium nicht durch einen Ringspalt zwischen der Außenmantelfläche der metallenen Schutzhülse 18 und der Innenmantelfläche des Kanales 16 in den Anschlusskopf 11 eindringen kann. Solche Ringspalte können nämlich, selbst wenn sie bei der Fertigung zuverlässig vermieden wurden, später aufgrund des unterschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhaltens der einander berührend benachbarten unterschiedlichen Materialien wie hier Metall und Kunststoff auftreten.
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Bei einem Tauchfühler 12, mit einer durch eine Öffnung 14 im Boden 13 eines im Kunststoff-Spritzguss erstellten Anschlusskopfes 11 in einen Manschetten-Kanal 15, 16 eingeführten schlanken Schutzhülse 18 zur Aufnahme eines Sensors, liegt die Schutzhülse 18 also erfindungsgemäß mit einem axial kurzen, vorzugsweise trichterförmig aufgeweiteten Kragen 22 axial gegen eine Verjüngung 17 im Kanal 16 an. Ein mit einem axialen Durchlass 24 ausgestatteter Kunststoff-Stopfen 23 mit Außengewinde 25 ist durch die Öffnung 14 und/oder bis in den Kanal 16 hinein eingeschraubt, nämlich bis die entsprechend verjüngte Stopfen-Front 28 in den Kragen 22 der kraftschlüssig im Kanal 16 gehalterten Schutzhülse 18 eingreift.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- Anschlusskopf (von 12)
- 12
- Tauchfühler (mit 11 und 18)
- 13
- Boden (von 11)
- 14
- Öffnung (durch 13, für 18 und 23)
- 15
- Manschette (unter 13, mit 16)
- 16
- Kanal (unter 14, durch 15)
- 17
- Verjüngung (in 16 unterhalb 14, für 22)
- 18
- Schutzhülse (von 12, an 11)
- 19
- Stirnende (von 18 abgewandt von 11, bei 20)
- 20
- Deckel (Verschluss von 18 bei 19)
- 21
- Stirnende (von 18 hingewandt zu 11, 20 axial gegenüber)
- 22
- Kragen (an 21, auf 17 in 16)
- 23
- Stopfen (von 11 durch 14 hindurch in 16 hinein bis gegen 22)
- 24
- Durchlass (durch 23)
- 25
- Außengewinde (von 23, in 14–16)
- 26
- Mehrkant-Profil (bei 27 an 23)
- 27
- Ende (von 23 mit 26 in 11)
- 28
- Front (von 23 gegen 22)
- 29
- Freiraum (zwischen 26 und 13)
- 30
- O-Ring (zwischen 22 und 17)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202012008452 U1 [0002]
