DE4130208A1 - Temperaturfuehler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturfühler mit einem Ge­ häuse, in dem ein elektrisches Temperaturmeßelement angeord­ net ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Temperaturfühler der eingangs genannten Art sind bekannt und werden auf verschiedenen Gebieten der Technik eingesetzt.

Bei solchen Temperaturfühlern besteht das elektrische Tempe­ raturmeßelement häufig aus einem Platin-Temperatursensor, der in eine mit einer Keramikpaste gefüllte Keramikhülse eingeschoben wird, woraufhin die Keramikpaste ausgehärtet wird. Ein solcher Temperaturfühler weist jedoch nur ein langsames Temperaturansprechvermögen auf und ist somit trä­ ge.

Temperaturfühler werden auch eingesetzt, um die Temperatur von Lebensmitteln zu erfassen.

Derartige Temperaturfühler sind häufig als Glasfühler ausgebildet, die jedoch naturgemäß bruchempfindlich sind.

Ein herkömmlicher Platin-Dünnschichttemperaturfühler ohne zusätzliches Gehäuse kann für die direkte Temperaturmessung in Lebensmitteln nicht eingesetzt werden, da er hierbei brechen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperatur­ fühler der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Gattung derart weiterzubilden, daß er bei mechanischer Festigkeit ein schnelles Temperaturansprechvermögen aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Temperaturfühler der im Oberbe­ griff des Anspruches 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen-Merkmale ge­ löst.

In vorteilhafter Weise ist es aufgrund der Erfindung mög­ lich, einen mechanisch stabilen Temperaturfühler mit einem schnellen Temperaturansprechvermögen zu schaffen. Da das Ge­ häuse aus einem Metall besteht, wird eine gute Wärmeleitung zwischen dem in dem Gehäuse angeordneten elektrischen Tempe­ raturmeßelement und dem Äußeren des Gehäuses erreicht. Durch die innere Isolierschicht auf der Innenwandung des Gehäuses, die durch eine durch anodische Oxidation erzeugte Oxid­ schicht gebildet ist, wird vermieden, daß sich eine elek­ trisch leitende Verbindung zwischen dem elektrischen Tempe­ raturmeßelement oder seinen elektrischen Anschlußleitungen einerseits und dem Gehäuse andererseits ergibt, so daß eine Isolation des Temperaturmeßelementes von dem elektrischen Potential der Umgebung geschaffen wird, ohne daß dieser Vorteil durch ein langsames Temperaturansprechverhalten erkauft werden müßte.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse bei dem er­ findungsgemäßen Temperaturfühler aus eloxiertem Aluminium, insbesondere einer eloxierten Aluminiumhülse besteht. Wenn die Oberfläche des Gehäuses innen und bevorzugt auch außen eloxiert wird, so ist sie elektrisch passiviert, d. h. elek­ trisch isoliert. Bei einem Kontakt der Anschlußdrähte des in dem Gehäuse untergebrachten elektrischen Temperaturmeßele­ ments kann wegen der isolierenden Wirkung der eloxierten Aluminiumoberfläche kein unerwünschter Stromfluß auftreten.

Die Verwendung eines Aluminiumgehäuses, insbesondere einer Aluminiumhülse, mit eloxierten Oberflächen, die durch anodische Oxidation mit einer etwa 0,01 mm dicken Oxid­ schicht überzogen sind, ermöglicht eine sehr kleine Bauweise des erfindungsgemäßen Temperaturfühlers. Insbesondere ist es möglich, daß diese Aluminiumhülsen geringe Dickenabmessungen der Gehäusewand besitzen, so daß sich eine gute Wärmeleitung und damit eine schnelle Ansprechzeit des Temperaturfühlers ergibt. Bei dem erfindungsgemäßen Temperaturfühler wird zur Befestigung des elektrischen Temperaturmeßelementes in dem Gehäuse nur eine geringe Menge an Keramikmasse benötigt, so daß die Wärmeleitfähigkeit zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses und der äußeren Oberfläche des elektrischen Temperaturmeßelementes, insbesondere des Platin-Tempe­ ratursensors, nur geringfügig durch die Keramikmasse beeinträchtigt wird, so daß die Wirkung auf die Tempera­ turansprechzeit vernachlässigbar ist.

Im Hinblick auf die Herstellung ist die Verwendung eines hülsenförmigen Gehäuses günstig, da dieses sich bei großen Stückzahlen bei niedrigen Kosten herstellen läßt. Dadurch, daß das Gehäuse aus Metall besteht, ergibt sich eine gute mechanische Stabilität und eine große chemische Resistenz, insbesondere dann, wenn das Gehäuse aus eloxiertem Aluminium besteht.

Eine typische Längenabmessung des Gehäuses beträgt 7 mm und ein typischer äußerer Gehäusedurchmesser beträgt 2 mm. Die für den praktischen Einsatz verwendeten Abmessungen hängen von dem jeweiligen Einsatzgebiet und der beabsichtigten Ver­ wendung ab.

Da das eloxierte Aluminiumgehäuse auch gegenüber hohen Temperaturen stabil ist, kann der erfindungsgemäße Temperaturfühler über einen weiten Temperaturbereich eingesetzt werden.

Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Temperaturfühler da­ durch hergestellt, daß in das Gehäuse aus einem eloxierten Metall, insbesondere in das eloxierte Aluminiumgehäuse, eine Keramikpaste eingebracht und in diese das Temperaturmeß­ element eingedrückt wird. Das Temperaturmeßelement ist im Rahmen der Erfindung bevorzugt ein Platin-Temperatursensor, der bevorzugt als Dünnschichtfühler ausgebildet ist. Die aus dem Gehäuse ausquellende Keramikpaste wird verstrichen. An­ schließend wird der Temperaturfühler getempert, wobei die Keramikpaste erhärtet, so daß das elektrische Temperatur­ meßelement, insbesondere der Platin-Temperatursensor, vibra­ tionsfest in seinem Metallgehäuse angeordnet ist.

Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand eines Aus­ führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Temperaturfühlers in einer perspektivischen Darstel­ lung;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Temperaturfühlers in einer perspektivischen Darstel­ lung;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch den in Fig. 2 gezeig­ ten Temperaturfühler; und

Fig. 4 eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Temperaturfühlers.

Der Temperaturfühler ist in der Fig. 1 in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet. Ein hülsenförmiges Ge­ häuse 2 hier mit kreisförmigem Querschnitt weist einen zylinderförmigen Abschnitt 3 auf, der an seinem einen Ende eine Öffnung 4 besitzt und an seinem anderen Ende durch eine ebene Deckfläche 5 verschlossen ist. Das Gehäuse 2 besitzt eine Gehäusewand 6, deren innere Oberfläche 7 mit einem iso­ lierenden Material überdeckt ist. Wenn, wie im Rahmen der Erfindung vorgesehen, das Gehäuse 2 aus Aluminium besteht, so besteht das sich auf der Innenwandung befindende, iso­ lierende Material aus einem Aluminiumoxid, welches durch ein Eloxierverfahren erzeugt worden ist. Bevorzugt ist auch die äußere Oberfläche des Gehäuses 2 mit einem isolierenden Ma­ terial beschichtet, welches dann, wenn das Gehäuse 2 aus Aluminium besteht, ebenfalls eine Aluminiumoxidschicht ist, die durch ein Eloxierverfahren erzeugt worden ist.

In dem Gehäuse 2 ist ein elektrisches Temperaturmeßelement 8 angeordnet, welches bei der Erfindung bevorzugt ein Platin- Temperatursensor ist. Das elektrische Temperaturmeßelement weist zwei Anschlußdrähte 9 und 10 für eine elektrische Ver­ bindung auf.

Das elektrische Temperaturmeßelement 8 ist innerhalb des Ge­ häuses 2 durch eine Keramikmasse 11 festgelegt. Diese wird vorzugsweise zunächst in das Gehäuse 2 eingebracht und da­ raufhin wird das elektrische Temperaturmeßelement 8 in diese eingedrückt. Nach dem Verstreichen der Keramikmasse wird diese ausgehärtet. Damit wird sichergestellt, daß das elektrische Temperaturmeßelement 8 zuverlässig in dem Ge­ häuse 2 festgelegt ist.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen weitere Ausführungsformen des Tempe­ raturfühlers. Übereinstimmende Teile des Temperaturfühlers sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so daß eine nochmalige Beschreibung dieser Elemente unterbleiben kann.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform des Temperaturfühlers 1 umfaßt gleichfalls ein hülsenförmiges Gehäuse 2, das gleichfalls einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat. Auch dieses Gehäuse 2 weist einen Abschnitt 3 mit einer Öffnung 4 auf, in der das elektrische Temperaturmeßelement 8 angeordnet ist.

Vorzugsweise ist das Gehäuse 2 durch Ausbohren eines stan­ genförmigen Aluminiumteiles hergestellt. Das Gehäuse 2 weist an seinem der ebenen Deckfläche 5 zugewandten Ende eine Querbohrung 12 auf, durch die sich eine Schraube 13 er­ streckt, mittels der der Temperaturfühler 1 gegen ein be­ züglich seiner Temperatur zu vermessendes Teil 13 ange­ schraubt werden kann, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Wie gleichfalls in Fig. 3 zu sehen ist, kann das Gehäuse 2 an seiner Anlagefläche mit dem bezüglich seiner Temperatur zu messenden Gegenstand mit einer Abflachung 14 versehen sein, wodurch der thermische Kontakt zwischen dem Gegenstand 13 und dem Gehäuse 2 verbessert wird.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, kann das Gehäuse 2 auch eine im Querschnitt rechteckige Form haben. In diesem Fall bietet sich für die Herstellung des Gehäuses 2 aus Aluminium das Tiefziehverfahren an. In jedem Fall wird das Gehäuse des Temperaturfühlers bei den gezeigten, bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispielen aus Aluminium hergestellt und nach Abschluß der formenden bzw. spanenden Herstellungsschritte dem Eloxierprozeß zum Erzeugen der isolierenden Oxidschicht un­ terworfen.

Claims (9)

1. Temperaturfühler mit einem Gehäuse, in dem ein elek­ trisches Temperaturmeßelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (2) aus Metall besteht,
daß zumindest ein Bereich der Innenwandung (7) mit einem elektrisch isolierendem Material bedeckt ist, und
daß das elektrisch isolierende Material eine durch anodische Oxidation des Metalls erzeugte Oxidschicht ist.

2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (2) aus eloxiertem Aluminium besteht.

3. Temperaturfühler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) die Form einer Hülse (3) besitzt, die zumindest an einem ihrer Enden eine Öffnung (4) aufweist.

4. Temperaturfühler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) an einem ihrer Enden mit einer ebenen Deckfläche (5) geschlossen ist.

5. Temperaturfühler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (3) einstückig ist und nur eine Öffnung (4) an einem ihrer Enden aufweist.

6. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (4) der Hülse (3) mit einem von dem Material der Hülse (3, 5) unterschiedlichen Material verschlossen ist.

7. Temperaturfühler nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnung (4) der Hülse (3) mit einer Keramik­ masse verschlossen ist.

8. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Gehäuses (2) außen von ei­ nem elektrisch isolierenden Material überdeckt ist.

9. Temperaturfühler nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte innere und die gesamte äußere Oberfläche des Gehäuses (2) mit einem elektrisch isolierenden Material überdeckt ist.