DE2454620C2 - Verfahren zur herstellung eines koaxialen thermoelementhalbzeuges - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines koaxialen thermoelementhalbzeugesInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines koaxialen Thermoelementhalbzeuges beliebiger
Länge, dessen koaxiale metallische Thermoelementschenkel durch eine vorzugsweise keramische Zwischenschicht
isoliert und verbunden sind.
Thermoelemente werden auf sehr vielen Gebieten der Temperaturmeßtechnik eingesetzt, insbesondere
dort, wo eine fotoelektrische Messung nicht möglich ist und wo der Temperaturverlauf an einer ganz bestimmten
sehr eng begrenzten Werkstückzone verfolgt werden soll. Normalerweise sind Thermoelemente so aufgebaut,
daß die beiden Thermoelementschenkel parallel zueinander innerhalb eines äußeren Schutzrohres
verlaufen und durch Keramikhülsen voneinander isoliert sind. Derartige Einrichtungen sind wenig flexibel
und verhältnismäßig dick, so daß deren Anbringung an den zu überwachenden Einrichtungen oftmals mit großen
Schwierigkeiten verbunden ist. Für Spezialaufgaben wurde auch bereits eine koaxiale Anordnung der
Thermoelementschenkel vorgeschlagen, (DT-PS 3 28 831, DT-AS 12 04 721 und DT-OS 15 39 2%). Die
dort vorgeschlagenen Konstruktionen sind für spezielle Aufgaben entwickelt worden und müssen jeweils individuell
angefertigt werden. Dabei werden die einzelnen Thermoelementbauteile, wie Thermoelementschenkel,
Schutzrohr usw., getrennt gefertigt und anschließend zur kompletten Meßeinrichtung zusammengebaut.
Im Falle eines Defektes muß stets eine solche Einrichtung
gegen eine neue ausgetauscht werden. Derartige Konstruktionen bedingen außerdem verhältnismäßig
große Abmessungen, so daß punktförmige Temperaturmessungen damit praktisch nicht durchführbar
sind, was insbesondere auch durch die thermische Trägheit dieser Einrichtungen bedingt ist.
Es stellte sich daher die Aufgabe, Thermoelemente herzustellen, die eine extrem geringe thermische Trägheit
aufweisen, die flexibel sind, die praktisch in beliebigen Medien einsetzbar sind und auch leicht ohne besondere
Spezialwerkzeuge repariert werden können. Ein solches Thermoelement sollte außerdem in praktisch
beliebiger Länge hergestellt werden können, und zwar aus einem Thermoelementhalbzeug, das erst am
Einsatzort durch Verbindung der beiden koaxialen Thermoelementschenkel zum eigentlichen Thermoelement
gemacht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beide Thermoelementschenkel zunächst koaxial
zueinander angeordnet werden und dann durch bekannte spanlose Verformungstechniken in eine im
Durchmesser stark herabgesetzte drahtförmige Gestalt gebracht werden. Die Isolation zwischen beiden Thermoelementschenkeln
kann dabei beispielsweise durch Aufspritzen auf den bereits in Drahtform vorliegenden
axialen Thermoelementschenkel oder in pulverförmiger Gestalt während der spanlosen Verformung in den
Zwischenraum zwischen beiden Thermoelementschenkeln eingebracht werden.
Zur weiteren Erläuterung dieser Erfindung sei auf die F i g. 1 bis 3 verwiesen, die in schematischer Darstellung
den Aufbau eines koaxialen Thermoelements sowie zwei mögliche Herstellungsverfahren zeigen.
F i g. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Thermoelements. Darin ist der axiale Thermoschenkel mit 3,
der koaxiale mit 4 bezeichnet. An der Meßstelle 34 sind diese beiden durch Lötung oder Schweißung miteinander
verbunden. Die Isolation 32 besteht beispielsweise aus einer bekannten keramischen Masse, wie z. B.
AL2O3. Diese Darstellung ist selbstverständlich nicht
maßstäblich, vielmehr liegt bei einem Thermoelementhalbzeug nach dieser Erfindung die Dicke der Isolationsschicht
32 in der Größenordnung der Wandstärke des Thermoschenkels 4. Dies bedeutet, daß der Durchmesser
eines solchen Thermoelementdrahtes oder -kabels sehr klein gehalten werden kann und beispielsweise
1 mm oder noch weniger beträgt.
Die F i g. 2 zeigt schematisch ein mögliches Herstellungsverfahren
für ein derartiges Thermoelementhalbzeug. Von einer Magazintrommel 1 wird der axiale
Thermoelementschenkel in Gestalt eines dünnen Drahtes 3 abgewickelt und durch eine Düse 6 hindurch abgezogen
und auf der Magazintrommel 2 wieder aufgewikkelt. Oberhalb der Düse 6 befindet sich aus dem Material
des äußeren Thermoelementschenkels ein verhältnismäßig dickwandiges Rohr 4, das mit Hilfe einer Induktionsspule
5 erwärmt und mit dem Draht 3 durch die Düse gezogen und damit auf denselben aufgepreßt
wird. Im Zwischenraum zwischen dem Rohr 4 und dem Draht 3 oberhalb der Düse 6 befindet sich keramisches
Isoliermaterial 32 in pulverförmiger Gestalt, das sich nach dem Verlassen der Düse 6 in hauchdünner Schicht
zwischen den Thermoelementschenkel des fertigen Thermoelementhalbzeuges 7 befindet. Da sich bei diesem
Verfahren der axiale Thermoschenkel 3 praktisch kaum verformt, ist die Aufbringung des keramischen
Isolierüberzuges auch nach dem an sich bekannten Spritzverfahren möglich.
Eine andere Möglichkeit der Herstellung eines derartigen Halbzeuges 7 ist in F i g. 3 dargestellt. Hier wird
auch der axiale Thermoelementschenkel gleichzeitig
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mit dem koaxialen spanlos verformt, und zwar mit Hilfe einer Rundhämmereinrichtung 8. Die verhältnismäßig
massiven axialen 31 und koaxialen 4t Rohlinge der Thermoelementschenkel werden in der dargestellten
Weise auf die Rundhämmereinrichtung 8 aufgesetzt, der zwischen ihnen befindliche Zwischenraum mit Keramikpulver
32 ausgefüllt. Nach dem Verlassen der Rundhämmereinrichtung 8 wird der entstandene Thermoelementdraht
7 wieder auf eine Magazintrommel 2 aufgewickelt.
Selbstverständlich sind auch noch andere Varianten der spanlosen Verformung möglich, eine nähere Beschreibung
ist jedoch nicht notwendig, da diese Verfahren bereits aus anderen Gebieten der Technik bekannt
und geläufig sind. Damit dürfte auch klar sein, daß es mit Hilfe dieses Herstellungsverfahrens möglich ist,
Thermoelementdrähte oder -kabel sehr großer Längen, wie z. B. mehrere 100 Meter herzustellen. Jedem Anwender
solcher Thermoelemente ist es mit betriebseigenen Mitteln möglich, die benötigte Länge aus einem
Trommelmagazin zu entnehmen und durch Verschweißung oder Veriötung der beiden koaxialen Thermoelementschenkel
die eigentliche Meßstelle 34 zu erzeugen. Das auf diese Weise hergestellte Thermoelement ist
absolut gas- und flüssigkeitsdicht, so daß es praktisch in jedem Medium Verwendung finden kann. Als äußeren
Thermoelementschenkel wird man dabei jenes Material verwenden, das die höhere Korrosionsfestigkeit
aufweist.
in Anbetracht des sehr geringen Durchmessers derartiger Thermoelemente sind diese verhältnismäßig flexibel
und lassen sich auch leicht den zu untersuchenden Meßstellen anpassen und zuführen.
Bei manchen Anwendungsfällen läßt es sich nicht vermeiden, daß während des Betriebes die Meßstellen
eventuell zusammen mit den Meßobjekten beschädigt werden. Bei Verwendung dieses Thermoelementhalbzeuges
bedeutet dies keinen großen Schaden, da der Thermoelementdraht leicht nachgeschoben werden
kann und auch die Herstellung einer neuen Mefistelle
durch Verschweißung oder Verlötung der Thermoelementschenkel ohne besondere Schwierigkeiten mit betriebseigenen
Mitteln durchgeführt werden kann.
Ein weiterer Vorteil des aus einem derartigen Thermoelementhalbzeug
hergestellten Thermoelements besteht darin, daß die Wärmekapazität der Meßstelle sehr
gering ist, so daß die Temperaturmessung sehr schnell vonstatten gehen kann. Deshalb ist ein derartiges Thermoelement
in der Lage, verhältnismäßig raschen Temperaturänderungen des Meßobjektes ohne Verfälschung
der Meßwerte zu folgen.
Nicht unerwähnt sollte bleiben, daß die Anwendung derartiger Thermoelementhalbzeuge bzw. Thermoelemente
auch von der wirtschaftlichen Seite her sehr vorteilhaft ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines koaxialen Thermoelementhalbzeuges beliebiger Länge, dessen
koaxiale metallische Thermoelementschenkel durch eine vorzugsweise keramische Zwischenschicht
isoliert und verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß beide Thermoelementschenkel
zunächst koaxial zueinander angeordnet werden, und dann durch bekannte spanlose Verformungstechniken
in eine im Durchmesser stark herabgesetzte drahtförmige Gestalt gebracht weroen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der axiale Thermoelementschenkel
in Gestalt eines dünnen Metalldrahtes mit Hilfe der Spritztechnik mit einem dünnen isolierenden
Keramiküberzug versehen und anschließend der koaxiale Schenkel durch entsprechende spanlose
Verformung eines rohrförmigen Rohlings aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Thermoelementschenkel einschließlich
einer fließfähigen Isolierschicht als Rohlinge koaxial zueinander angeordnet werden und
anschließend gemeinsam durch bekannte spanlose Verformung im Durchmesser herabgesetzt, gelängt
und damit in drahtförmige Gestalt gebracht werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die spanlose Verformung bei erhöhten
Temperaturen, die bis auf Glühtemperatur der beteiligten Thermoelementwerkstoffe gesteigert
werden können, durchgeführt wird.
Priority Applications (2)
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Family Applications (2)
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DE2625356A Expired DE2625356C2 (de) | 1974-11-18 | 1976-06-04 | Verfahren zur Herstellung eines koaxialen Thermoelementhalbzeuges |
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1976
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