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Steckverbindung für ein Tauchtermoelement
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Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung zwischen Meßlanze und
Temperaturfühler eines Tauchthermoelements, bei den in der mit Ausgleichsleitungen
versehenen Mellasse ein Kontaktstift koaxial zu und isoliert von einem Kontaktzylinder
angeordnet ist und an dem einem Thermopaar versehenen Temperaturfühler ein Kontaktträger
aus Isoliers@mi vergesehen ist, der in dem Kontatkzylinder steckbar und in Anlage
an dem Kontaktstift und dem Kontaktzylinder mit Kontaktflächen versehen ist.
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Es ist bekannt, zur Messung der Temperatur von Stahlschmelzen Tauchthermoelemente
zu verwenden, bei denen an einer Meßlanze ein verlorener Temperaturffühler vorgesehen
ist. Für einen solchen verlorenen Temperaturffühler ist es erforderlich, daß er
mittels einer Steckverbindung leicht, schnell und zuverlässig an das Tauchthermoelement
angeschlossen werden kann.
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Das Kontaktmaterial kann man dabei nicht allein nach seinen güngstigsten
Eigenschaften hinsichtlich Kontaktgabe und Federung aussuchen. Vielmehr ist es notwendig,
als Kontaktwerstiffe solche auszusuchen, welche dieselben thermoelektrischen Eigenschaften
aufweisen wie das bei dem Tauchthermoelement verwendete Thermopaar (vgl. US-PS 2
823 364). Die Verbindung von der Steckverbindung zu dem Meßgerät wird in der Meßlanze
durch
Ausgleichsleitungen mit denselben thermoelektrischen Eigenschaftenhergestellt
wie das Thermopaar. Bei einer bekannten Steckverbindung hat man daher auch im Temperaturfühler
solche Ausgleichsleitungen zwischen Kontaktflächen und Thermopaar verwendet und
die Kontaktflächen aus demselben Materia hergestellt wie die Augleichsleiter (vgl.
DT-AS 1 423 936). Die Ausgleichsleitungen in dem Temperaturfühler müssen einerseits
mit dem Thermopaar welches luftdicht in einem U-förmigen Quarzrohr untergebracht
ist, andereseits mit den Kontaktflachen verbunden werden, die bei stiftartiger Ausbildung
der Kontaktfläche eine mit uen für die Aufnahme des Stiftes versehene Kunststoffstütze
erfordern oder in eine ringförmige Kontaktfläche auslaufen. Das macht den Temperaturfühler
unnötig aufwendig.
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Die Erfindung verfolgt den Zweck, Steckverbindungen der eingange genannten
Art zu verbessern. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindung zu schaffen,
die auf der Seite des Temperaturfühlers ohne Ausgleichsleiter und aus dem Material
der Ausgleichsleiter bestehende Kontakte auskommt. Gemäß der Erfindung wird diese
Aufgabe dadurch gelöst, daß als Lontaktflächen die über den Kontaktträger hinausgeführten
Drähte des Thermopaares verwendet sind, die im Demperat-ur-Fühler im Anschluß an
den Kontakt träger in eine keramische Masse eingebettet sind. Bei der Erfindung
bilden die Drähte des Thermopaares, die beispielsweise aus Platin und Platlnrhodium
bestehen, selbst de Kontaktflächen. Das macht die Auswahl und den Anschluß besonderer
Ausgleichsleitungen im Demperaturfühler überflüssig. Das In die keramische Masse
des emperaturfüblers eingebettete Thermopaar hält allen bei der Herstellung der
Steckverbindung - Einstecken des Temperaturfühlers in die Meßlanze - auftretenden
Belastungen stand. Die thermoelektrischen Eigenschaften der Steckverbindung sind
.optimal,
da das Thermopaar selbst Teil der Steckverbindung ist.
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In Weiterbildung der Erfindung sind im Kontaktträger parallel zu einem
den Kontaktstift der Meßlanze aufnehmenden Sackloch zwei den Kontaktträger durchsetzende
Bohrungen vorgesehen, von denen jede einen den Drähte des Thermopaares aufnimmt,
deren eines an seinea Treien Ende in das U ackloch und deren anderer an seinem freien
Ende nach außen abgewinkelt ist. Bei dieser Weiterbildung sind - wie es für einen
verlorenen Temperaturfühler optimal ist - abgesehen von der elektrischen Isolierung
keinerlei Vorkerungen für die Kontaktflächen getroffen. Vielmehr werden die Drähte
des Thermopaares lediglich über den Kontaktstift hinaus geführt und so abgewinkelt,
daß sie beim Einstecken des Temperaturfühlers in die Meßlanze an den zugenörigen
Kontakt in der Meßlanze gedrückt gehalten sind. Zur weiteren Verbesserung der mechanischen
Halterung des Temperaturfühlers in der Meßlanze ist in Ausgestaltung der Erfindung
die Außenfläche des Kontaktträgers mit einer vorstehenden Randwulst versehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Die ebizige Figur zeigt in gesprengter
Darstellung einen Axialschnitt durch eine Steckverbindung.
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Das Tauchthermoelement weist eine Meßlanze 1 und einen Temperaturfühler
2 auf, die mittels einer Steckverbindung sowohl mechanisch als auch elektrisch zu
verbinden sind.
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Die Meßlanze 1 besteht aus einem @ Rohr 11, in der; Ausgleichsleitungen
12 von einem nicht dargestellten Meßgerät nach einer Steckerbuchse 13 aus Isolierstoff
geführt sind, die im 3ereich des einen Endes des Rohrs 11 befestigt ist.
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Die Steckerbuchse 13 ist mit einem Kontaktzylinder 14 und einem koaxial
zu und Isoliert von dem Kontaktzylinder 14 angeordneten Kontaktstift 15 bestückt.
Die thermoelektrischen Eigenschaften
sowohl der Ausgleichsleitungen
12 als auch des Kontaktzylinders 14 und des Kontaktstifts 15 stimmen überein mit
den thermoelektrischen Eigenschaften eines im Temperaturfühler 2 vorgesehenen Thermopaares.
Zweckmäßig bestehen der Kontaktzylinder 14 und der Kontaktstift 15 aus demselben
Material wie die Ausgleichsleitungen 12.
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Der Temperaturfühler 2 luft in eine Spitze 22 aus, in der eine Meißlötstelle
23 untergebracht ist. Die Meißlötstelle 23 bildet die Verbindung jeweils eines indes
des Thermopaares. ei dem Thermopaar 21 besteht bevorzugt der Plusschenkel aus Platinradium
und der Minusschenkel aus Platin. Der Temperaturfühler 2 besteht aus einer Leravxliksubstans,
die so beschaffen ist, daß sie weder während des Trocknens und Glühens des Temperaturfühlers
noch während des Meßvorgangs irgendwelche für das Thermopaar 21 schadhaften Elemente
freisetzt.
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Auf der der Spitze 22 entgegengesetzten Seite liegt an dem Temperaturfühler
2 ein Kontaktträger 3 aus Isolierstoff an.
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Der Kontaktträger 3 ist in den Kontaktzylinder 14 steckbar und in
Anlage an dem Kontaktstift 15 und dem Kontaktzylinder 14 mit Kontaktflächen versenen.
Die Kontaktflächen bestehen aus den freien Enden des Thermopaares 21. Zu diesem
eck sind im Kontaktträger 3 parallel zu einem den Kontaktstift 15 der Meßlanze 1
aulnehmenden Sackloch 31 zwei den Kontaktträger 3 in Axialrichtung vollständig durchsetzende
3ohrungen 32 vorge sehen. In jeaer der Bohrungen 32 ist eine der Leitungen des Thermopaares
21 geführt. An dem dem Temperaturfühler 2 entgegengesetzten Ende des Kontaktträrers
3 sind die freien Enden des Thermopaares 21 abgewinkelt. Das eine freie Ende ist
in das Sackloch 31 gesteckt; das andere freie Ende liegt auf der Außenfläche 33
des Kontaktträgers 3 an. Beim Einschieben des Kontaktträgers 3 in die Steckerbuense
13 kommt so das auf der Außenfläche 33 aufliegende freie Ende des einen Drahtes
des Thermopaares zur Anlage an dem Contaktzylinder; das in die Bohrung 32 abgewinkelte
Ende des anderen Drahtes des Thermopaares
21 in Anlage an den Kontaktstift
15. Auf diese Weise wird die Verbindung zwischen der Heißlötstelle 23 und dem nicht
dargestellten Meßgerät hergestellt. Um die mechanische Halterung des Xontaktträgers
3 in der Steckerbuchse 13 zu verbessern, weist der Kontaktträger 3 an seinem freien
Ende eine umlaufende Randwulst 34 auf.
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An dem Kontaktträger 3 ist etwa mittig eine Ringschulter 35 vorgesehen.
Mit der Ringschulter 35 liegt der KongtaRtträger 3 auf einem Haltekörper 4 aus keramischem
Material auf. Auf dem Haltekörper 4 liegt einerseits der Kontaktträger 3 auf; andererseits
wird der Temperaturfühler 2 aufgenommen. Der Haltekörper 4 weist daher innen ein
Profil auf, welches einerseits dem Außenprofil des inneren Teils des Kontaktträgers
3, andererseits dem Außenprofil des Temperaturfühlers 2 angepaßt ist. Auch der Haltekörper
4 ist mit einer Ringschulter 41 versehen, deren Außendurchmesser im wesentlichen
gleich dem Außendurchmesser eines Papprohrs 42 ist, welches über den Haltekörper
4 geschoben ist und mit seiner einen Stirnfläche auf der Ringschulter 41 aufliegt.
Beim Einstecken des Kontaktträgers 3 mit dem Temperaturfühler 2 in die Steokerbuchse
13 der Meßlanze 1 wird das Papprohr 42 über die Meßlanze 1 geschoben und bildet
beim Eintauchen in die Schmelze einen - verlorenen - Schutz. Die geometrische Form
des Temperaturfühlers 2 ist in weitgehender Anpassung an seinen Verwendungszweck
wählbar. Im Ausführungsbeispiel hat der Temperaturfühler 2 die Form eines Kreidestücks,
dessen Spitze 22 durch allseitige Neigung der Parallelflächen gebildet ist.
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L e e r s e i t e