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Gebiet des Gebrauchsmusters
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Das Gebrauchsmuster betrifft die Temperaturmesstechnik, insbesondere eine hochgenaue Temperaturmessstruktur zum Ermitteln der Temperaturen eines Metallkörpers (insbesondere aus Stahl als Werkstoff).
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Hintergrund der Erfindung
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In allen industriellen Branchen finden die Metallerwärmung, bzw. Metalltemperaturmessung und -regelung umfangreiche Anwendung. Zur Temperaturregelung ist die Temperaturmessung über plausible Temperaturmessfühler erforderlich. Die meisten Temperaturmessfühler sind zylindrisch ausgebildet (typisch: PT 100). Im Stand der Technik geht es zum Temperaturmessen vor, dass ein Temperaturmessfühler direkt einen zu messenden Metallkörper (meisten aus Stahl mit unterschiedlicher Härte nach jeweiliger Wärmebehandlung) berühren gelassen wird, wobei der Metallkörper meistens mit einer Bohrung versehen ist, in welche der Temperaturmessfühler direkt eingelegt werden kann.
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Dabei muss das Spiel zwischen der Innenwand der Bohrung und dem Temperaturmessfühler im Verhältnis nicht zu klein sein, da die Bohrung nach einer Komplettbearbeitung oder diversen Wärmebehandlungen einigermaßen verformt wird. Ansonsten kann der Temperaturmessfühler nicht in die Bohrung eingesteckt werden oder die Metallwand der Bohrung nicht formschlüssig oder nicht etwa formschlüssig berühren, was zu Messfehler führen kann. Für den Fall wird auch oft eine spezielle Paste (verfestigbar oder nicht verfestigbar) zum Kompensieren verwendet. Es sei bemerkt, dass derartige Kompensationswirkung zweckmäßig nicht hinreichend bleibt. Zudem kann Verflüchtigung im Betrieb geschehen, was die Kompensationswirkung nach und nach erschwächt.
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Zweckmäßig sind noch zahlreiche Varianten bekannt, die entweder wegen der Unbequemheit aufgrund möglicher Ausrückung des Temperaturmessfühlers von der Bohrung oder wegen der Nichtentnehmbarkeit eines installierten Temperaturmessfühlers oder wegen keiner konstanten Plausibilität bei einem leicht gebrechlichen Temperaturmessfühler problematisch sind.
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Dem Gebrauchsmuster liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperaturmessstruktur mit hochreinem Silber als das flexible und haltbare Medium zum thermisch empfindlichen Messen bereitzustellen.
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Beschreibung des Gebrauchsmusters
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Ausgehend von den Mängeln der herkömmlichen Ausgestaltungen wird eine Temperaturmessstruktur mit hochreinem Silber als das flexible und haltbare Medium zum thermisch empfindlichen Messen bereitgestellt, wobei die in dem zu messenden Metallkörper ausgebildete Innenwand des Messlochs Wärme durch das Berührungsrohr aus Silber exakt zu dem Ankreis des Temperaturmessfühlers überträgt, wobei das Berührungsrohr aus Silber nicht nur Wärme übertragen kann, sondern auch langfristig haltbar und umweltfreundlich ist.
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Zum Lösen der Aufgabe weist das vorliegende Gebrauchsmuster folgendermaßen auf:
- umfassend einen zu messenden Metallkörper, einen Temperaturmessfühler und ein Berührungsrohr (Hohlrohr mit zwei Enden oder Hohlrohr mit einem Ende),
- wobei der zu messende Metallkörper mit einem Messloch, an dessen Innenseite das Berührungsrohr formschlüssig anliegend angebracht ist, versehen ist, wobei das Spiel zwischen der Außenseite des Berührungsrohrs und der Innenwand des Messlochs in dem zu messenden Metallkörper bis 0,05 mm beträgt, wobei der Temperaturmessfühler formschlüssig an der Innenwand des Berührungsrohrs angebracht ist, wobei das Spiel zwischen der Innenwand des Berührungsrohrs und der Außenseite des Temperaturmessfühlers bis 0,2 mm beträgt, wobei das Berührungsrohr aus Silber gefertigt ist.
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Bei der vorliegenden Ausgestaltung beträgt das Spiel zwischen dem Berührungsrohr aus Silber und dem Messloch in dem zu messenden Metallkörpers bis 0,05 mm. Alternativ kann zwischen den beiden kein Spiel oder ein völlig formschlüssiger Kontakt ausgestaltet sein.
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Zwischen dem Berührungsrohr aus Silber und dem installierten Temperaturmessfühler muss ein Spiel von bis 0,2 mm vorgesehen sein.
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Das Silber verfügt nicht nur über eine gegenüber Gold (317) sowie Kupfer (401) bessere thermische Leitfähigkeit (K), also 429, sondern auch über einen Preis in Höhe von etwa 1 % von dem Goldpreis und auch über eine flexiblere, haltbare Eigenschaft gegenüber Kupfer. In diesem Zusammenhang wird das Silber zum Herstellen des Berührungsrohrs ausgewählt. Aus den praktischen Forschungen und Tests geht es aus, dass der Nutzungseffekt desto besser wird, je höher die Reinheit des Silbers ist.
Das als Messmedium dienende Berührungsrohr aus Silber weist die Vorteile wie flexibel, haltbar, leicht verarbeitbar und stets gut formschlüssigen Kontakt auf und kann die Temperaturen genau und stets plausibel messen.
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Das Berührungsrohr kann ferner als eine Bauform mit einem hohlen Innere und entweder mit einem offenen Ende oder mit zwei offenen Enden ausgebildet sein.
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Das Berührungsrohr aus Silber ist endlich rohrförmig ausgebildet. Das hohle Berührungsrohr lässt sich direkt ins Messloch in dem messenden Metallkörper installieren. Das Berührungsrohr kann auch massiv oder rohrförmig mit bestimmtem Überschuss ausgebildet sein. Das heißt, dass ein hochgenaues Messloch erst nach einem zuverlässig realisierten Kontakt des Berührungsrohrs gegen ein Messloch in dem zu messenden Metallkörper ausgebildet ist. Dank der Eigenschaft des Silbers kann die Ausbildung eines hochgenauen Messlochs sehr leicht erfolgen.
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Des Weiteren kann der Temperaturmessfühler ferner zylindrisch ausgebildet sein. Da bestimmtes Spiel leicht aus dem in dem zu messenden Metallkörper angebrachten zylindrischen Temperaturmessfühler resultieren kann, eignet sich die vorliegende Ausgestaltung gut für die Installation des zylindrischen Temperaturmessfühlers.
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Aus den praktischen Forschungen und Tests bei unserer Firma geht es aus, dass die in Verbindung mit der vorliegenden Ausgestaltung implementierten Metalltemperaturregelungen (Metall: abgeschreckter Legierungsstahl, abgeschreckter Legierungsstahl, Edelstahl) jeweils über ein Vulkanisationsmeter, Mooney-Viskosimeter und Schnell-Plastometer wiederholt hochgenaue Messleistungen ausgewiesen haben, so dass entsprechende Temperaturregelung über die Computersoftware stabil und palusibel bleibt. Dadurch kann die tatsächliche Temperaturregelfähigkeit leicht bis 0,01 Grad erreichen. Zudem kann die vorliegende Ausgestaltung in anderweitigen Branchen mit hohem Temperaturregelanspruch Anwendung finden.
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Im Vergleich mit den herkömmlichen Ausführungsformen ist das vorliegende Gebrauchsmuster durch Folgendes ausgezeichnet:
- Bei dem vorliegenden Gebrauchsmuster ist die herkömmliche alleinige Bohrungsanordnung entfallen und wird eine Temperaturmessstruktur mit hochreinem Silber als das flexible und haltbare Medium zum thermisch empfindlichen Messen bereitgestellt, wobei die Außenseite des Berührungsrohr aus Silber formschlüssig an der Innenwand des Messloch in dem zu messenden Metallkörper anliegt, während die Außenseite des Temperaturmessfühlers formschlüssig an der Innenwand des Berührungsrohr aus Silber anliegt. Die Innenwand des Messlochs in dem zu messenden Metallkörper kann somit Wärme durch das Berührungsrohr zum Ankreis des Temperaturmessfühlers übertragen. Das Berührungsrohr aus Silber kann die Temperaturen exakt übermitteln, so dass die Ziele wie wiederholt genauere Temperaturmessung und stabile Temperaturregelung erreicht werden können. Zudem ist es sinnvoll, dass die vorliegende Ausgestaltung umfangreich in zahlreiche Anwendungen mit Metall-Temperaturregelung eingesetzt werden kann.
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Figurenliste
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Nachfolgend wird die vorliegende Ausgestaltung anhand der Ausführungsbeispiele und Zeichnungen detailliert beschrieben.
- 1 zeigt eine Ansicht der erfindungsgemäßen hochgenauen Temperaturmessstruktur
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Bezugszeichenliste
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- 1
- zu messender Metallkörper;
- 2
- Messloch;
- 3
- Berührungsrohr;
- 4
- Temperaturmessfühler
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Das Gebrauchsmuster bezieht sich auf eine hochgenaue Temperaturmessstruktur, umfassend einen zu messenden Metallkörper 1, einen Temperaturmessfühler 4 und ein Berührungsrohr 3. Dabei ist der zu messende Metallkörper 1 mit einem Messloch 2 versehen, an dessen Innenseite das Berührungsrohr 3 formschlüssig anliegend angebracht ist, wobei das Spiel zwischen der Außenseite des Berührungsrohrs 3 und der Innenwand des Messlochs 2 in dem zu messenden Metallkörper 1 bis 0,05 mm beträgt. Der Temperaturmessfühler ist formschlüssig an der Innenwand des Berührungsrohrs 3 angebracht, wobei das Spiel zwischen der Innenwand des Berührungsrohrs 3 und der Außenseite des Temperaturmessfühlers 4 bis 0,2 mm beträgt. Das Berührungsrohr ist aus Silber gefertigt.
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Bei der vorliegenden Ausgestaltung beträgt das Spiel zwischen dem Berührungsrohr 3 aus Silber und dem Messloch 2 in dem zu messenden Metallkörper 1 bis 0,05 mm. Alternativ kann zwischen den beiden kein Spiel oder ein völlig formschlüssiger Kontakt ausgestaltet sein.
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Zwischen dem Berührungsrohr 3 aus Silber und dem installierten Temperaturmessfühler 4 muss ein Spiel von bis 0,2 mm vorgesehen sein.
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Das Silber verfügt nicht nur über eine gegenüber Gold (317) sowie Kupfer (401) bessere thermische Leitfähigkeit (K), also 429, sondern auch über einen Preis in Höhe von etwa 1 % von dem Goldpreis und auch über eine flexiblere, haltbare Eigenschaft gegenüber Kupfer. In diesem Zusammenhang wird das Silber zum Herstellen des Berührungsrohrs 3 ausgewählt. Aus den praktischen Forschungen und Tests geht es aus, dass der Nutzungseffekt desto besser wird, je höher die Reinheit des Silbers ist.
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Das als Messmedium dienende Berührungsrohr 3 aus Silber weist die Vorteile wie flexibel, haltbar, leicht verarbeitbar und stets gut formschlüssigen Kontakt auf und kann die Temperaturen genau und stets plausibel messen.
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Das Berührungsrohr 3 kann ferner als eine Bauform mit einem hohlen Innere und entweder mit einem offenen Ende oder mit zwei offenen Enden ausgebildet sein.
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Das Berührungsrohr 3 aus Silber ist endlich rohrförmig ausgebildet. Das hohle Berührungsrohr 3 lässt sich direkt ins Messloch 2 in dem messenden Metallkörper 1 installieren. Das Berührungsrohr 3 kann auch massiv oder rohrförmig mit bestimmtem Überschuss ausgebildet sein. Das heißt, dass ein hochgenaues Messloch 1 erst nach einem zuverlässig realisierten Kontakt des Berührungsrohrs 3 gegen ein Messloch 2 in dem zu messenden Metallkörper 1 ausgebildet ist. Dank der Eigenschaft des Silbers kann die Ausbildung eines hochgenauen Messlochs sehr leicht erfolgen.
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Des Weiteren kann der Temperaturmessfühler 4 ferner zylindrisch ausgebildet sein. Da bestimmtes Spiel leicht aus dem in dem zu messenden Metallkörper 1 angebrachten zylindrischen Temperaturmessfühler 4 resultieren kann, eignet sich die vorliegende Ausgestaltung gut für die Installation des zylindrischen Temperaturmessfühlers 4.
Der zu messende Metallkörper 1 ist aus Stahl, Legierungsstahl oder Edelstahl gefertigt.
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Unter Berücksichtigung der Faktoren, dass die Kosten desto höher werden, je größer die Wanddicke
des Berührungsrohrs 3 ist, und dass die Bohrung beim Bearbeiten desto schwieriger wird, je dünner die Wand des Berührungsrohrs 3 ist, wird die Wanddicke des Berührungsrohrs 3 vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 2 mm ausgestaltet.
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Aus den praktischen Forschungen und Tests bei unserer Firma geht es aus, dass die in Verbindung mit der vorliegenden Ausgestaltung implementierten Metalltemperaturregelungen (Metall: abgeschreckter Legierungsstahl, abgeschreckter Legierungsstahl, Edelstahl) jeweils über ein Vulkanisationsmeter, Mooney-Viskosimeter und Schnell-Plastometer wiederholt hochgenaue Messleistungen ausgewiesen haben, so dass entsprechende Temperaturregelung über die Computersoftware stabil und palusibel bleibt. Dadurch kann die tatsächliche Temperaturregelfähigkeit leicht bis 0,01 Grad erreichen. Zudem kann die vorliegende Ausgestaltung in anderweitigen Branchen mit hohem Temperaturregelanspruch Anwendung finden.
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Bei der Anwendung der vorliegenden hochgenauen Temperaturmessstruktur in Verbindung mit einem Vulkanisationsmeter zur Temperaturregelung beträgt die Temperatur der Güter innerhalb des Meters 190°C nach einer Betriebsfrist von einem halben Jahr. Aus dem Test über den Temperaturmessfühler sind die Temperaturen von 189,90°C bis 190,10°C ergeben.
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Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist ein Messloch in dem zu messenden Metallkörper angeordnet und wird dann der Temperaturmessfühler direkt in dem Messloch installiert. Die Temperatur der Güter innerhalb des Meters wird stets auf 190°C geregelt. Aus den Tests über den Temperaturmessfühler sind die anfänglichen Temperaturen von 189,90°C bis 190,10°C ergeben, und nach dem ersten Monat auf 190,20°C bis 190,40°C, nach dem dritten Monat auf 190,60°C bis 190,80°C, nach dem sechsten Monat auf 191,00°C bis 191,20°C gestiegen.
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Schließlich wird der Unterschied zwischen den Prüfwerten und den Ist-Werten zu groß, so dass eine Instandhaltung des Temperaturmessfühlers erforderlich ist.
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Zusammenfassend geht es aus, dass die herkömmliche alleinige Bohrungsanordnung bei dem vorliegenden Gebrauchsmuster entfallen ist und eine Temperaturmessstruktur mit hochreinem Silber als das flexible und haltbare Medium zum thermisch empfindlichen Messen bereitgestellt wird, wobei die Außenseite des Berührungsrohr 3 aus Silber formschlüssig an der Innenwand des Messloch 2 in dem zu messenden Metallkörper 1 anliegt, während die Außenseite des Temperaturmessfühlers 4 formschlüssig an der Innenwand des Berührungsrohr 3 aus Silber anliegt. Die Innenwand des Messlochs 2 in dem zu messenden Metallkörper 1 kann somit Wärme durch das Berührungsrohr 3 zum Ankreis des Temperaturmessfühlers 4 übertragen. Das Berührungsrohr 3 aus Silber kann die Temperaturen exakt übermitteln, so dass die Ziele wie wiederholt genauere Temperaturmessung und stabile Temperaturregelung erreicht werden können. Zudem ist es sinnvoll, dass die vorliegende Ausgestaltung umfangreich in zahlreiche Anwendungen mit Metall-Temperaturregelung eingesetzt werden kann.
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In dem obigen Abschnitt sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt. Es sei bemerkt, dass diese Ausführungsbeispiele den Bereich des Gebrauchsmusters nicht beschränken, sondern nur zur Beschreibung des Gebrauchsmusters dienen. In diesem Zusammenhang werden alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale als erfindungswesentlich angesehen.
