DE2509371C2

DE2509371C2 - Thermoelementanordnung

Info

Publication number: DE2509371C2
Application number: DE19752509371
Authority: DE
Inventors: Georg Watson London Smith
Original assignee: Sangamo Weston Ltd
Current assignee: Sangamo Weston Ltd
Priority date: 1974-03-04
Filing date: 1975-03-04
Publication date: 1984-05-17
Also published as: NL7502529A; DE2509371A1; GB1452681A; JPS5939622Y2; FR2263607A1; JPS50152784A; JPS58109038U; IT1029926B; FR2263607B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Thermoelementanordnung mit einem temperaturempfindlichen Thermoelement, einem das Thermoelement koaxial umgebenden steifen Mantel und einer Stützeinrichtung zwischen Thermoelement und Mantel, die eine Gleitbewegung zwischen Thermoelement und Mantel ermöglicht.

Bei einer bekannten Thermoelementanordnung dieser Art (DE-OS 23 19 487) besteht das Thermoelement aus miteinander verdrallten Drähten aus feuerfestem Metall. Durch die Stützeinriehtung wird ein Bruch dieser Drähte verhindert.

In bestimmten Situationen besteht ein Bedürfnis nach einem Thermoelement mit langer Reichweite und schnellem Ansprechen, welches hohen Temperaturen und starken Vibrationen zu widerstehen vermag. Wenn so eine geeignete Stützeinrichtung für ein Thermoelement entworfen wird, ist sowohl die Länge des Thermoelements zu berücksichtigen als auch die Schwingungsund Temperaturbedingungen, unter denen das Thermoelement benutzt wird. Dies gilt insbesondere für Thermoelemente, die einen Endteil mit gegenüber den übrigen Teilen relativ geringem Durchmesser aufweisen, wie sie z. B. aus der FR-PS 21 46 544 bekannt sind. Es ist übliche Praxis, ein Thermoelement in einem äußeren Mantel anzubringen, um Festigkeit und Stützung zu erzielen. Dabei ist es dann erforderlich, eine S'ütze zwisehen dem Thermoelement und dem umgebenden Mantel anzubringen Bei einer solchen Anordnung sind jedoch die Probleme unterschiedlicher thermischer Ausdehnung zwischen dem Mantel und dem Thermoelement, der Schwingungsdämpfung und des schneller Anj Sprechens des Thermoelements zu beachten

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Thermoelementanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche alle diese zu betrachtenden Punkte optimal löst
Diese Aufgabe wird mit einer Thermoelementanordnung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht daß das Thermoelement einen ersten Teil mit relativ großem Durchmesser und einen Endteil mit relativ geringem Durchmesser aufweist und daß die Stützeinrichtung auf dem Endteil des Thermoelements angebracht ist, relativ zu dem Thermoelement im Betrieb gleitfest gehalter ist und wenigstens eine Fläche aufweist welche derart in Kontakt mit der Innenwand des Mantels steht, daß eine Gleitbewegung des Thermoelements innerhalb des Mantels möglich ist

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Dabei sei darauf hingewiesen, daß spinnenartige Stützelemente zum Abstützen eines Thermoelements in einem dieses koaxial umgebenden steifen Mantel aus der US-PS 34 73 969 bekannt sind.

Ein Ausführungsbeispiei der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiei einer Thermoelementanordnung gemäß der Erfindung.

Wie in der Zeichnung dargestellt besteht die Thermoelementanordnung aus einem mineralisch isolierten Thermoelement 10, welches ein auf einen relativ kleinen Durchmesser von zum Beispiel 2 mm eingeschnürtes Endteil 12 aufweist. Um das Thermoelement 10 ist ein äußerer zylindrischer Mantel 14 angeordnet, welcher steif ist und zum Beispiel ein Mantel aus rostfreiem Stahl mit 9,53 mw Außendurchmesser sein kann Der äußere Mantel 14 erstreckt sich koaxial über das eingeschnürte Endteil 12 des Thermoelements 10 und ist im Bereich seines äußeren Endes mit öffnungen 15 für den Durchgang von Gas über die Spitze des Thermoelements 10 versehen. Es ist zu bemerken, daß zwischen dem äußeren Mantel 14 und dem eingeschnürten Endteil 12 kleinen Durchmessers des Thermoelements 10 ein beträchtlicher Raum vorhanden ist Zwei teilweise kegelstumpfförmige dünnwandige Stützringe 18 sind innerhalb dieses Raums entlang der Länge des Endteils 12 kleinen Durchmessers des Thermoelements mit Abstand zueinander angeordnet. Jeder Stützring 18 hat einen ersten zylindrischen Teil 19 relativ geringen Durchmessers, welcher fest mit dem Thermoelement 10 verbunden ist, einen Teil 20 relativ großen Durchmessers, dessen Fläche einen Außenumfang in Kontakt mit der Innenfläche des äußeren Mantels 14 steht, und einen zusammenlaufenden kegelstumpfförmigen Zwischenteil 21 zwischen den zylindrischen Teilen 19 und 20, welcher

einstückig mit diesen ausgebildet ist Die Stützringe 18 sind so bemessen, daß, obwohl die zylindrischen Teile 20 in Kontakt mit dem äußeren Mantel 14 stehen, sie trotzdem frei in dem äußeren Mantel 14 gleiten können. Die Stützringe 18 tragen das eingeschnürte Endteil 12 kleinen Durchmessers des Thermoelements voll und genügen den oben erwähnten Bemessungserfordernissen. Wenn eine Nickelhartlötung zum Befestigen der zylindrischen Teile 19 der Stützringe 18 an dem eingeschnürten Endteil 12 des Thermoelements 10 verwendet wird, ist zu erkennen, daß nur sehr wenig Hartlötung entlang des sehr dünnen Mantels des Endteils 12 erforderlich ist, und dies wirkt der Gefahr einer »Hartloterosion« des Thermoelements, welche durch übermäßige Verwendung aktiver Hartlotbestandteile hervorgerufen werden kann, wirksam entgegen.

Mit dem Aufbau des Thermoelementanordnung-Stützsystems, wie oben beschrieben, läßt sich ein schnelles Ansprechen des Thermoelements im Zusammenhang mit einer geringen Masse der Stützringe und die Möglichkeit der Formbeeinflussung der Ansprechkurve durch entsprechendes Positionieren der Stützringe entlang der Länge des Thermoelements erreich ;n.

Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zwei Stützringe zum Erzielen der erforderlichen Stützwirkung vorgesehen sind, ist es auch möglich, andere Stützeinrichtungen zu verwenden, weiche ein Gleiten des Thermoelements und dessen Lagerung in dem äußeren Mantel ermöglichen. Zum Beispiel können ein Stützring oder eine größere Zahl von Sützringen verwendet werden, ein oder mehrere spinnenartige Stützelemente, welche radial nach außen verlaufen, verwendet werden, oder zwei diametrale Arme, welche rechtwinklig zueinander verlaufen, mit einem Loch durch ihre Mitte zum Halten des Thermoelements verwendet werden Es ist nicht erforderlich, daß die Stützen dauerhaft an dem eingeschnürten Endteil 12 des Thermoelements 10, beispielsweise durch Hartlöten befestigt sind Die Befestigung der Stütze oder Stützen an dem Endteil 12'könnte, obwohl sie vorzugsweise dauerhaft ist, aucii lösbar sein, wobei die Befestigung jedoch so sein muß, daß die Stützen im Gebrauch nicht relativ zu dem durch sie verlaufenden Thermoelement gleiten können.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Thermoelementanordnung mit einem temperaturempfindlichen Thermoelement, einem das Thermoelement koaxial umgebenden steifen Mantel und einer Stützeinrichtung zwischen Thermoelement und Mantel, die eine Gleitbewegung zwischen Thermoelement und Mantel ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (10) einen ersten Teil mit relativ großem Durchmesser und einen Endteil (12) mit relativ geringem Durchmesser aufweist und daß die Stützeinrichtung (18) auf dem Endteil (12) des Thermoelements (10) angebracht ist, relativ zu dem Thermoelement (10) im Betrieb gleitfest gehalten ist und wenigstens eine Fläche aufweist, welche derart in Kontakt mit der Innenwand des Mantels (14) steht, daß eine Gleitbewegung des Thermoelements (10) innerhalb des Mantels (14) möglich ist.

2. Therraoelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (18) fest an dem Thermoelement (10) befestigt ist.

3. Thermoelementanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung (18) mit dem Thermoelement (10) hartverlötet ist

4. Thermoelementanordnbng nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung aus wenigstens einem Stützring (18) mit dünner Wandung besteht, welcher einen ersten zylindrischen Teil (19) in Kontakt mit dem Endteil (12) des Thermoelements (10), einen zweiten zylindrische;! Teil /JlO) in Kontakt mit der Innenwandung des Mantels (14) und einen konischen Zwischenteil (21) zwischen der zylindrischen Teilen (19,20) aufweist.

5. Thermoelementanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stützringe (18) entlang der Länge des Endteils (12) des Thermoelements (10) mit Abstand zueinander angeordnet sind

6. Thermoelementanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung aus wenigstens einem spinnenartigen Stützelement um den Endteil (12) des Thermoelements (10) besteht, welches von dem Endteil (12) radial nach außen zu der Innenwand des Mantels (14) ragt.