DE7343438U

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Info

Publication number: DE7343438U
Application number: DE7343438U
Authority: DE
Original assignee: Rosemount Engineering Co Ltd
Current assignee: Emerson Process Management Ltd
Priority date: 1972-12-08
Publication date: 1974-04-18

Description

PATENTANWÄLTE R. SPLANEMANN dipl-chem. dr. B. REITZNER - dipping. J. RICHTER

MÜNCHEN HAMBURS

6. Dez. 1973

Firma

Rosemount Engineering Company Limited Durban Road Bognor Regis, Sussex P022 9QX Großbritannien

Ultfon (USf) 226307/22620? Telegramme. Inventiui München

Akt., 4119-III-8508

Ihr Z.idi*n:

Gebrauchsmusteranmeldung Fühler für Widerstandsthermometer

Die Neuerung betrifft einen Fühler für Widerstandsthermometer mit in Isoliermaterial eingebetteten Leitern.

Bei einem derartigen Fühler wird neuerungsgemäß vorgeschlagen, daß ein rohrförmiger Träger aus Metall die Leiter aufweist» die mittels eines verdichteten, mineralischen Pulvers isoliert Bind, die Leiter durch das offene Ende des Trägere herausragen, die nach außen weisende Oberfläche des Trägers im Be-eich des offenen Endes einen Isolierüberzug aus keramischen Werkstoffen trägt, temperaturempfindliches Widerstandsmaterial auf dem Überzug aus keramischem Material durch einen weit ren Überzug aus keramischem Material gesichert ist, das temperaturempfindliche Widerstandsmaterial an die Leiter angeschlossen ist, das mineralische Isoliermaterial innerhalb des Trägers mindestens an dem offenen Ende chemisch verdichtet ist und eine starre Masse bildet und eine äußere Kappe aus Metall das

Konten: Dwhd» Bank AG, Manchen, Konto-Nr

;, Manchen, Konto-Nr.20/·.* CO? . Pod»

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offene Ende des Trägers umschließt, wobei die Kappe das temperaturempfindliche Widerstandselement abdeckt und an dem Träger befestigt ist.

Der Zwischenraum zwischen dem Wiasrstanuselesasnt und der Kappe aus Metall kann mit verdichtetem, mineralischem Isoliermaterial gefüllt sein.

Der neuerungsgemäße Fühler für Widerstandsthermometer wird dadurch hergestellt, daß der rohrförmige, die elektrischen Leiter umschließende Träger aus Metall mit einer Schicht eines keramischen Isoliermaterials Überzogen wird, wobei die elektrischen Leiter mittels eines verdichteten, mineralischen Pulvers isoliert sind, temperaturempfindliches Widerstandsmaterial auf die keramisch isolierte Oberfläche gebracht und das teaperaturesgtfladliche Material mit einem weiteren Überzug aus keramischem Material versehen wird, die Leiter an das temperaturempfindlich* wiäersiänässät©- rial angeschlossen werden, vor, während oder nach diesen Verfahrensstufen die mineralische Pulverisolierung am offenen Ende des rohrförmigen Trägers chemisch gebunden wird, eine Kappe aus Metall über das offene Ende des Trägers geschoben wird, wobei die Kapp« das temperaturempfindliche Widerstandsmaterial umschließt, und das offene Ende der Kappe an dem Träger befestigt wird.

Auf diese Weise ist ein FUhlerelenent für ein elektrisches Widerstandsthermometer erstellbar, das selbst unter schweren mechanischen Schwingungen zuverlässig arbeitet«

Die mineralische Isolierung des rohrförmigen Trägers enthält in erster Linie Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid. Diese Oxide können an dem freien Ende des Trägers durch Zugabe einer geringen Menge einer geeigneten Säure chemisch

verfestigt werden. Für Aluminiumoxid und Magnesiumoxid ist Phosphorsäure geeignet. Eine geringe Menge dieser Säure kann auf das Oxidmaterial getropft werden, und nach Erhitzen der Einheit sind die Teilchen chemiscix unter einander gebunden.

Der rohrförmig* metallische Träger ist zweckmäßigerweise die äußere Schutzhülle eines mineralisch isolierten Kabate von Üblichem Aufbau. Vorteilhafterweise hat der Endabechnitt des rohrförmigen Trägers eine geringere Stärke, um einen sehr dünnwandigen Abschnitt zu erhalten, der das mineralische Isoliermaterial und die innenliegender. Leiter in einem Bereich umschließt, in dem das temperaturempfindlich· Widerstandsmaterial angebracht ist. Jenseits des dünnwandigen Abschnittes hat die äußere Oberfläche des rohrförmigen Trägers zweckmäßigerweise einen Durchmesser, der gerade ausreicht, um mit einer engen Passung in üie Kappe eingeführt werden zu können. Sins weitere Schulter tonn an dem Träger au? Metall vorgesehen sein, an der die Stirnfläche der Kappe anliegt, so daß die nach außen weisenden zylindrischen Oberflächen der Kappe und des Trägers jenseits der Kappe eine durchlaufende, gleichmäßige Umfangsfläche bilden.

Das keramische Material auf dem Träger kann abgeschiedene Tonerde, wie beispielsweise durch Plasmazerstäubung aufgetragenes Aluminiumoxid, oder ein keramisches Bindemittel aufweisen. Sin derartiges keramisches Bindemittel kaaa ein Metalloxid enthalten, wie Magnesiumoxid oder Al Äüxiuaoxid in Pulverform, dem eine geeignete Säure, wie Phosphorsäure, zugegeben ist. Im Anschluß daran wird dae Material durch Hitze ausgehärtet.

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Das temperaturempfindliche Widerstandsmaterial kann einen Draht aufweisen, der auf den Träger gewickelt ist und beispielsweise aus hochreinem Platin besteht. Es kann auch auf dem Träger aufgedruckt oder abgeschieden sein, beispielsweise in Form eines Filmes. Das temperaturempfindliche Widerstandsmaterial ist elektrisch an die Leiter innerhelb des Trägers in geeigneter Weise angeschlossen. Bei drahtförmigem Widerstandsmaterial kann dieses hierzu umgebogen und angelötet werden. Das temperaturempfindliche Widerstandselement ist mittels eines weiteren Überzuges aus keramischem Material auf dem isolierten Abschnitt des Trägers fixiert. Dieses keramische Material entspricht zweckmäßigerweise dem zuvor beschriebenen keramischen Material.

Die Kappe kann einstückig hergestellt und an dem Träger festgeschweißt sein. Um eine größere Unempfindlichkeit gegenüber Schwingungen zu erhalten und den Wärmeübergang zu verbessern, ist es zweckmäßig, den Raum zwischen dem Widerstandselement und der Kappe aus Metall mit verdichtetem, mineralischem Isoliermaterial, wie beispielsweise Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid, auszufüllen, und in einem derartigen Fall kann es zweckmäßiger sein, die Kappe aus zwei Teilen herzustellen.

In der Zeichnung irt im Längsschnitt ein Fühlerelement für ein elektrisches Widerstandsthermometer gezeigt, das nachfolgend als Ausführungsbeispiel näher erläutert wird.

Innerhalb eines rohrförmigen Trägers 10 -ind zwei elektrische Leiter 11, 12 angeordnet und mittels eines verdichteten, mineralischen Pulvera 13 isoliert, wobei das Isolationsmaterial zweckmäßigerweise aus Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid besteht. Der Träger besteht an einem Ende in der Zeichnung oben - aus einem relativ dünnen zylindrischen Rohr* An dem gegenüberliegenden Ende ist der Metall-

teil stärker ausgebildet und weist eine Schulter 14 sowie eine weitere Schulter 15 auf. Der schwächere Metallabschnitt ist mit einer dünnen Lage 16 eines keramischen Isoliermaterials überzogen. Dieses kann Tonerde bzw. Aluminiumoxid sein, das unter Verwendung einer Plasma-Einbrenn-Technik auxgesprüht werden kann. Auf der dünnen Schicht 16 aus Isoliermaterial ist ein temperatur-v=mpfindliches Widerstandseleirent 17 angeordnet, das als Drahtwendel gezeigt ist. Diese besteht zweckmäßigerweise aus hochreinem Platindraht. Is besteht ,/edöch die Möglichkeit, das temperaturempfindliche Element auf andere Weise, beispielsweise durch Aufdrucken oder Auflegen eines Filmes aus einem geeigneten temperaturempfindlichen Widerstandsmaterial auf der mit Isoliermaterial 16 überzogenen Oberfläche des Trägers 10, auszubilden. Das temperaturempfindliche Element 17 ist elektrisch an die Leiter 11 und 12 an den Verbindungspunkten 18 angeschlossen. Besteht das Widerstandselement 17 aus Platindraht, wird dieser zweckmäßigerweise um die Leiterenden umgebogen und an diesen angelötet· Das temperaturempfindliche Widerstandselement 17 wird auf dem Isoliermaterial 16 durch einen weiteren überzug 19 aus keramischem Bindemittel oder keramischem Material fixiert, das unter Verwendung einer Plasma-Einbrann- oder -Beflammungs-Technik aufgesprüht verden kann· Dieser weitere überzug 19 erstreckt sich vollständig über das obere offene Ende des Trägers 10. Vor dem überziehen des offenen ündes wird das Isoliermaterial in dem !träger 10 nahe von dessen freiem Ende durch Imprägnieren mit einem geeigneten chemischen Bindemittel oder falls erforderlich durch Erhitzen verfestigt. Bei Verwendung von Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid als Isolierpulver kann das Material dadurch verfestigt werden, daß einige Tropfen Phosphorsäure in das offene Ende des Trägers 10 gegeben werden und dann die Gesamtanordnung erhitzt wird. Des keramische Bindemittel kann eine ähnliche Wärmebehandlung erfordern.

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Sine Kappe 20 aus Metall wird dann über das freie Ende des Trägers 10 derart geschoben, daß sie das Widerstandselement 17 und dessen Überzug 19 vollständig umschließt, wobei die Kappe 20 satt über den Träger 10 und über die Schulter 14 reicht und an der werteren Schulter 15 derart anliegt, daß die Gesamtanordnung einen gleichmäßigen äußeren Umfang hat. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Durchmesser 3 bis 7 mm bei einer Wendeiilänge von 10 bis 20 mm; dieser Aufbau kann jedoch auch für kleinere Temperaturfühler Anwendung finden.

Die Kappe 20 ist an dem Träger 10 angeschweißt. Um einen erhöhten Schutz gegen Schwingungen zu erreichen und zur Erhöhung des Wärmeüberganges kann der Raum zwischen der Kappe 20 und dem Widerstandselement mit einem mineralischen Isoliermaterial, wie pulverförmigem Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid, ausgefüllt sein. Zu diesem Zweck kann die Kappe 20 mit einem lösbaren Endstück versehen sein, so daß das Pulver in den Ringraum um das Widerstandselement herum gestampft werden kann. Im Anschluß daran wird der Endteil der Kappe angebracht und befestigt.

- Schutzansprüche -

Claims

I Il I · Schutzansprüche

1. Fühler für Widerstandsthermometer mit in Isoliermaterial eingebetteten Leitern, dadvrch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiger Träger (10) aus Metall die Leiter (11, 12) aufweist, die mittels eines verdichteten, mineralischen Pulvers (13) isoliert sind, die Leiter (11, 12) durch das offene Ende des Trägers (10) herausragen, die nach außen weisende Oberfläche des Trägers (10) im Bereich des offenen Endes einen Isolierüberzug aus keramischen Werkstoffen

(16) trägt, temperaturempfindliches Widerstandsmaterial

(17) auf dem Überzug aus keramischem Material (16) durch einen weiteren Überzug aus keramischem Material (19) gesicher c ist, das temperaturempfindliche Widerstandsmaterial (17) an die Leiter (11, 12) angeschlossen ist, das mineralische Isoliermaterial (13) innerhalb des Trägers (10) mindestens an dam offenen Ende chemisch verdichtet ist und eine starre Masse bildet und eine äußere Kappe (20? aus Metall das offene Ende des Trägers (10) umschließt, wobei die Kappe (20) das temperaturempfindliche Widerstandselement abdeckt und an dem Träger (10) befestigt ist.

2. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem Widerstandselement und der Metallkappe (20) mit verdichtetem, mineralischem Isoliermaterial gefüllt ist.

3. Fühler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mineralische Isolierung des rohrförmigen Trägers (10) aus Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid besteht.

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4. Fühler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Träger (10) aus Metall als äußere Schutzhülle eines mineralisch isolierten Kabels ausgetilaet ist.

5. Fühler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt des rohrförmigen Trägers (10) eine geringere Stärke aufweist und einen schwächeren Wandabschnitt hat, der die mineralische Isolierung (13) und die inneren Leiter (11, 12) in einem Bereich umschließt, in dem das temperaturempfindliche Widerstandsmaterial (17) vorgesehen ist.

6. Fühler nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das dem eine geringe Stärke aufweisenden Abschnitt des Bträgers Gegenüberliegende Ende des rohrförmigen Trägers (10) einen äußeren Durchmesser hat, der dem inneren Durchmesser der Kappe (20) s4tt angepaßt ist.

7. Fühler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schultei (14) an dem rohrförmigen Träger (10) vorgesehen ist, an der die Stirnfläche der Kappe (20) anliegt, und daß die äußeren zylindrischen Oberflächen der Kappe (Γ0) und des Trägers (10) den gleichen Außendurchmesser aufweisen.

8. Fühler nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Material auf dem Träger (10) abgeschiedene Tonerde oder ein keraaitjches B-ndemittel aufweist.

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9. Fühler nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Widerstandsmaterial (17) auf dem Träger (10) aus einer Drahtwendel besteht.

10. Fühler nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Widerstandsmaterial (17) als Film auf der Oberfläche des Trägers (10) aufgedruckt oder abgelagert ist.

11. Fühler nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (20) einstückig ausgebildet und mit dem Träger (10) verschweißt ist.

12. Fühler nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (20) aus zwei Teilen besteht und der Raum zwischen dem Widerstandselement und der Kappe (20) aus Metall mit verdichtetem, mineralischem Isoliermaterial gefüllt ist.