DE7523942U

DE7523942U - Fluessigkeitsthermometer, das aus einer glaskapillare besteht, die auswechselbar in ein schutzgehaeuse eingesetzt ist

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Priority date: 1975-07-28
Filing date: 1975-07-28
Publication date: 1976-09-09

Description

Erich Müller 5 Küln-Rath, den ?Λ. Sept. 1075

Porzerritr. 20 Aktz.: G 75 23 942.8

Flüssigkeitsthermometer

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsthermometer, das aus einer Glaskapillare besteht, die auswechselbar in ein Schutzgehäuse eingesetzt ist, das aus einem Tauchrohr und einer damit verbundenen Fassung mit Fensterausschnitt besteht, die miteinander verbunden sind, wobei unterhalb der Übergangsstelle dos Tauchrohres zur Fassung ein Außengewinde zum Befestigen dos Schutzgchäusea vorgesehen ist und die Glaskapillare am oberen Ende der Fassung befestigt und im Tauchrohr gehalten ist.

Bei rxUssigkeitsthermometern, die zur Überwachung der Betriebstemperaturen von Brennkraftmaschinen, insbesondere Schiffsdieselmotoren, eingesetzt werden, ergeben sich durch die Vibrationen, die von der Maschine ausgehen, besondere Probleme im Hinblick auf die Gebrauchsdauer der Thermometer. Durch die Vibrationen werden die Glaskapillaren innerhalb der Schutzgehäuse zu Eigenschwingungen angeregt, so daß bei unvermeidlichen Reibungen an Schutzgehäuse Scheuerstellen entstehen, deren Folge der bruch dor Giaskiapillare ist. Selbst wenn keine Scheuersteller on der Glcckapiliarc entstehen, führen häufig die Eigenschwingungen der Glaskapillare durch die Art ihrer Halterung im Schutzgehäuse du Dauerbrüchen. Da zur Vermeidung von Eigenschwingungen die Glaskapillare in der Regel fest eingespannt wird, ergeben sich durch die Ein spannung und die im Betrieb auftretende unterschiedliche Wärmedehnung des Schutzgehäuses und der Glaskapillare Deformationen, die ebenfalls zum Bruch der Glaskapillare führen.

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i* Erich Kuller - la -

Es ist bekannt, die Glackapiilare an ihrem oberen Lr/Jc· im Anschluß an die Lötstelle tcllerEirwig auszubilden, und diesen 'Coiler in einer erweiterten Bohrung des Schutzgehäuse:; liv/ischc.i f.inor cbc::ica KroiüringflUchc im Gchliuüc und einr.r Schraube i:;it c\yr. :.s :itirn;·,. Il-.e

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Lrich l.'lllcr - 2 - 22.7.75

fost^u.-.; annon. Dn das tellerförmige angeschweißte Ende dor Glaskapillaro nicht imr.ior genau senkrecht zur Längsachse steht, v;ird es häufig bereits bei der Kontngc abgebrochen. Zugleich wird al^ Halterwj der untere Teil der Glaskapillare durch einen Ubcrgeschobonm. Iletnl?-•'."weboschlauch an Pcndelbewegungen innerhalb des Schute; .iäui'.c.'j g:.hindert. Ua der Metallgowebeschlauch den freien Raun i'.v.'.i ::chen Glaskapillare und Tauchrohr nicht spielfrei ausfüllt, kann d.U. Glaskapillarc inner noch kleine Pendclbewegungen ausführen. Umgekehrt kann bei iiu dickern Iletallgev/'obeschlauch die Glaskapillare eine ·ζ\ι starke Verspannung erfahren, die bei hohen Dctriebstomperaturon zum Bruch führen kann.

Es ist ferner bekannt, boi Glaskapillaron, die im oberen Teil in einen größeren zylindrischen Glaskörper mit eingesetzter Gradskala übergehen, den Glaskörper an der Übergangsstelle in einer Stufenbohrunj des Schutzgchliuses aufsitzen zu lassen und an seinem oberen Ende durch eine kegelförmige Schraubenfeder jix·⁵ al zu verspannen. Auch bei dieser Ausführung ergeben sich im Bereich der Sitzfläche Scheuerstellen, weil der Glaskörper sich nicht so geometrisch genau fertigen läßt, v.'ie die Aufnah^iebohrung im Schutzgc ·· häuse.

Nachteilig ist bei allen Ausführungen, daß der untere Teil des Thermometers ohne Brührung mit dem Tauchrohr bleibt, so daß der Luftspalt den Wärmeübergang verschlechtert und Fehlanzeigen nicht zu verhindern sind.

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Erich füller - 3 - 22.7.75

Die teilweise Füllung des Tauchrohres mit liessingspänen oder ül bringt z\.\\r eine Vc -bcsserung der An^cigegonauigkoit; bc-1 Temperaturen in Dereich der Abgase von Dieselmotoren von 50ΰ bis GOO C sind diese Mittel jedoch ungeeignet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Glaskapillare eines Flüssigkeitsthermometers so su gestalten und in Schutzgehäuse su befestigen, daß sie bei stärksten Dauerschwingungen und hohen Temperaturen sicher irr. Schutzgehäuse gehalten wird und eine möglichst genaue Temperaturanzeige vermittelt.

Dieses wird bei einem Flüssigkeitsthermometer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Glaskapillare an ihrem oberen Ende als eine kugelförmige Verdickung ausgebildet ist, din in der Fassung in axialer Richtung eingespannt ist und an ihrem unteren Linde von einer korbarcigca ^aucaigcn I.Uioe u:.,.j(./a^ii i^c, Ui ο c.us blattfederförraigen, in Längsrichtung verlaufenden Stäbchen gebildet wird, wobei sich der mittige baue"..ir, -: Teil der Hülse an c* :r Tauchrohririnenwnnd und der obere und untere Teil der Hülse an der Glas-Iiirc abstützt·

Die kugelförmige Ausbildung des oberen Ender; der Glackayillare ermöglicht eine a::iale Vorspannung, v:oboi die auf die Kugel einwirkenden Kräfte riuni Mittolpunlct gerichtet sind, so ca" sich nur Druckkräfte in der Kugel ergeben. Außerdem erlaubt dir. Kugelforn vor der Vorspannung eine Ausrichtung und Z.'.r.trirv.üK· '"r Gla^knpillare im Schutzgehäuse und damit oino r.

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Erich Kuller - 4 - 22.7., 7b

Die genaue Zentrierung der Glaskapillare im Tauchrohr v/ird durch

j die federnde Hülse erreicht, die durch dihre bauchige Farn am Tauchrohr anliegt und mit ihren sich einschnürenden Enden die Glaskapillare fest umschließt. Hierdurch ergibt sich eine fast verlustlose Wärmeübertragung mit hoher Anzeigegenauigkeito

Um eine günstige Befestigung des kugelförmigen Endes der Glaskapil— lare zu bewirken, v/ird vorgeschlagen, daß eine erweiterte Bohrung im oberen Teil der Fassung kegelig angesenkt ist und daß eine Verschlußschraube zum Befestigung der Glaskapillare eine ebene Unterseite hat. Um die Spannkräfte besser auf die Kugel zu verteilen, wird vorgeschlagen, daß die Verschlußschraube zum Befestigen der Glaskapillare an ihrer Unterseite kegelig angesenkt ist. Bei dieser Befestigung wirkt die Spannkraft ccv;ohl an der Gehüuseaui'lage wie auch an der Verschlußschraube auf einer Kreislinien Die kegelige Form ermöglicht in Verbindung mit der Halse ein genaues Ausrichten der Glaskapillare in der Bohrung des 5ChUtZIgCh-IiUOeS. Zum Ausgleich der nicht cjanz genauen geometrischen Kugelform der Glaskapillare gegenüber den Kegcjlflächen können nötigenfalls elastische wärmebeständige Dichtringe verwendet werden.

Nach einem v/eiteren Gedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Hülse in Längsrichtung geschlitzt ist. Dadurch kann uich die Hülse auch bei unterschiedlich dicke:·. Glaskapillnrcn stete fest an die Glaskapillare anpressen. Um ein leichtes Einschieben der C lnr.kai.:^f. 11 are bei einer bereits ir.i Taue ι irohr h,u.ücr.äcn IIülcc zv erreichen, wird vorgeschlagen, daß eich der obere und untere Rand

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Erich Huller ~ 5 - 22.7.75 y/

dor Hülse Iu Durchmesser erweitert und großer ir;t als der Durchmesser der Glaskapillare. Damit die Hülse beim Einschieben der Glaskapillare in das Schutzgehäuse irn.r.er an der gleichen Stelle der Glaskapillare sitzt, wird vorgeschlagen, daß die Hülse an ihrem unteren Rand in einen Boden übergeht.

Um die Hülse besonders elastisch zu gestalten, wird vorgeschlagen, daß die blattfederartigen Stäbchen am oberen Ende der Hälse frei auslaufen. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zur Erhöhung der Haftung der Hülse an der Glaskapillare und zur Steigerung des Wärmeüberganges die verlängerte Hülse aus zwei hintereinander liegenden bauchigen Abschnitten mit einer Einschnürung dazwischen besteht.

Schließlich wird bei einem Flüssigkeitsthermometer, bei dem die Glaskapillare in ein zusätzlicher? Schutzrohr eingesetzt ."'-"•t, vorgeschlagen, daß das Schutsrohr an seinem unteren Ende Längsschlitse hat· Durch diese Lüngsschlitze können sich die blattfedorartigen Stäbchen der Hülse mit ihrem bauchigen Teil hindurchspreiscn und cm Tauchrohr abstützen»

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispielo der Erfindung schemaisch dargestellt.

Die Abb. 1 zeigt ein Flüssigkeitsthermometer mi!-. SchulVZi^Kluse in Ansichti

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Ulrich Huller -G- 2.'.'..7.7Ii

Die Abb. 2 zeigt don oberen Teil dos in Abb. 1 (kirgc:; teil ton F1'JU>~

sigkeitethorraometer^ mit Schut"qi-h.'iu:":o in :';c!i:i '■ c!;„ Die Abb, 3 zeigt eine besondere H;y;:.:t_V.o;o'a-i3c'.ilußrichra'j' "j, wie· sie In

Abb. 2 dargestellt ist.
Die Abb. 4 zeigt den unteren Teil den in Abb. 1 dargestellten FlUs-

sigkcitsthcrmometers mit Schutzgehäuse in Schnitt. Die Abb. 5 zeigt eine besondere Form der Hülse zur Halterung der

Glaskapillare.
Die Abb. 6 zeigt einen Querschnitt durch die in Abb. ρ dargestellte

Hülse.
Die Abb. 7 zeigt eine besondere Form der Hülse zur Halterung der

Glaskapillare.
Die Abb. 3 zeigt eine Glaskapillare, die von einen rohrartigen Schutsgehäuse umgeben ist, in Verbindung mit der Hülse.

Zn A^vb- 1 i^.t ein ^¹IJi"."^ ι-'¹-"* t^■·"}■"*■ ^v"^tv"";^rn.'^⁴"^*" ^ ^^{: J}- γ^ι,,,'τ.-,^;-,··,^., _ri—... gestell c. Der obere Teil des Schutzgehäuses ::oigt eino Fassung 2 mit Fc-nsterausschnitt 3, die mit einem Tauchrohr Λ verbund en ist, t'rber das Tauchrohr 4 wird eine nicht dargestellte Kle-i.n- oder iCoii—

ncngo!i".iir.o, Ζ.Γ5. rinom Abc isrr.r.":ir-l."'.v,hu , ;:·;·.! '■■■.''.·■ .· 1: ·.■_ , T. '. Γι.-,· .;..■.:.·_ ausschnitt 3 ist die Glaskapillare 5 mit der Graäsk.\l.->. G siclvLuar. Die der Gradskala 6 zugeordneten Zeilen sind auf dor Fη.·,sung 2 eingraviert.

In Abb, 2 ist der obere Teil der F,";nunq 2 nit dor (V!. i::V.r'.pj.lLirc 5 im Schnitt dargestellt. D.io Glaskapillnro 5 v.'ird von der Verschluß-

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/ I,^ Lrich KüHer - 7 - ',Γ','/■,'/S

schraube 7 auf die kegelige Krelsf lüchfj'..· el. : erv/oi Ό .-r ί:οη I3oiV(.i.i;. j ö gedrückt und auf dic.-so Weise ic^ I; mit c:< ■ . ».u,iut;;ijt.. use- ve r:;?.» '.nt. Bei nicht genauer cjeor.ia frischer .όπι tic: . .i''..:iipn ^..^.Lciiui.'; O dos Und ο s der Glaskapillare 5 kennen an dc::j i/rud:J .chen auch elastische Scheiben beigelegt v/erden, da^it örtlich koine ku hoho Flächenpressung eintritt.

Die Abb. 3 St. igt eine Verschlußschraube 10, bei der C.ie Unterseite kegelförmig angesenkt ist. Hit dieser Ansenkv.ng dr'.lckt die Verschlußschraube 10 auf die ku-'je-..'.""-rn^J :jv. Voidickun·:; 9 der "li:.'.apillare 5_? so daß sich eine kreis linienfornii-jo Preilf l'ichc ergibt, die eine bessere Druckverteilung als eine ebene· Fläche hat. Auch in diesern Falle kennen zu:.i Ausgleich der nicht exakt 'jccr^ccriscrjen Glaskugel el^.^ri sr:'ne 7.'-'IsCIiC-'-. ~·\.·~.-~ vo^v"..^rc.."· L vv'iXufuj ui···* ij-;j 'Tiri cj— be-no r..j^-:-:stigv.'.'i<j der Gi.'.iSkapillc.re 5 erlaubt ein Ausrichtung des

/-•■I*'·. * ■■ ι ·-■» " J - t-i *\

und dorn Tauchrohe Λ_β

In der Abb. 4 ist das Tauchrohr 4 mit der Gle.skapillare 5 ur-.d der J-;.--Lb.^.." Li--or» ^;,.u ;.iigo.i ::.uso Ii it.i Länyüsc'ür.itt dargestellt» Die Uliij': 11 sLüLi:c s^cl; i.ilo d^m ^ciui-iiigen leii an der Innenwand des Tauchrohres 4 ab, während die beiden Enden die Glaskapillare 5 fest umschling-.n» Zur Steigerung des Federweges ist die Hiilso an einer Stelle ihres UiTar-ges 12 durchgehend geschlitat. Durch diese Ausbildung dor Hülse ergibt sich eine- elastische Lagerung der Gl.-i.skrjpill-i.ro, dio vnterrchi-. Ilicha '.\'li:..i^ü_.i!:u.^jo>i ^v.^;ii>Ci^-a dem Tauchrohr 4 unJ der Glaskapillare 5 ausgleicht, aber keine

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Erich !Killer -O- ??.7.75

Schwingungen zuläßt. Zugleich wird die l.Linac vor.i 'rauchrohr Λ gut an die Glaskai-illare 5 geleitet, so daß keine nennenswerten l-'chlmecsungen auitreten..

Die Abb. 5 zeigt eine Hülse 13, bei dor die blatttcdcrartigcn Stäbchen an ihrcr.i oberen Ende frui auslaugen und geringfügig kelchfört.'iig nach außen aufgebogen sind, damit cas H in fahren, der Glaskapillare vereinfacht wird. Zugleich ergibt diese I" ort α eine größere Elastizität der Hülse. Abweichend von dieser Fort·¹ kann die HUlse 13 an ihrem unteren Ende 14 auch in einen boden übergeheri, so daß die Glaskapillare 5 bis auf den ücdcn reichen kann. Hierdurch ergibt sich ein noch besserer V."ärr-iC·transport und eine nicht verschieb-Lage der Hülse 13 auf der Glasicapillcre 5.

Die Abb. G zeigt einen Querschnitt durch die geschlitzte IiUlse 13. Die /-.riüahl der blattfcderarcigc:¹. Stlibche-ri kann je nach Grö^e der Glaskapillarc 5 und Herstellungsart der Il'ilse mehr oder weniger Stäbchen haben.

Die Abb. 7 zeigt eine Hülse 15, die an sv;ei hinteroinanderliogend^n Stellen ausgebaucht ist und eine besonders starke Haftung im Tauch rohr gewährleistet·

V/eitere Kombinationen von Einzelheiten dar verschiedenen Hülsen sind möglich.

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Erich r.Uller - O « .?:.'. 7.73 ^yt"j

In Abb. Q iyt eine Gla.'ihapillare !3 do rye.", tollt, die van elr.om zusätzlichen Schutzrohr IG ut,igo\>en i::t. Γ I.·. V. il.ü<:;c:i - l:"t:: *-<-Ί·.·_- 10 wird die Glankapillare 5 in da:: ::chut::'.j';-h'iu:;o 7., Λ o-uvtc¹.; -u I;. Τ,π Iicroich der Ctc.dckala ü hat da:; ."ichutiirohr 16 e^:iu.:i Λ;·. ;;c:,.i \. Lt, der etwa über die Hälfte des Unf.ingcs reicht und ilit; An^eioo freigibt. Damit auch bei dieser Ausführung el::r !Iül:>e 11, 13, 113 vorteilhaft angewendet werden kann, r.ind in don fichv.;::-:rohr 16 in unteren Teil fcnnterartine Schlitze· 17 vorgo^elien, dv.vch die :;ich die federnden Stäbchen der HUl so spreizen und an der: Tru·-.hrohrinnenwand anlogen.

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Claims

Erich MÜLLER 5 Küln-Kath, όνη 22. Juli 1975

L'or^Lr'jtr. 20

-t Ansprüche

1. Flüssigkeitsthermometer, das nun einer Glaskapillarc besteht, die auswechselbar in ein Schutzgehäuse; eingesetzt ist, das aus einen Tauchrohr und einer damit verbundenen Fassung mit Fensterausschnitt besteht, die miteinander verbunden sind, wobei unterhalb der Übergangsstelle des Tauchrohres zur Fassung ein Außengewinde zum Befeiir-igen des Schutzgeh'duses vorgesehen ist und die Glaskapillare am oberen Ende der Fassung befestigt und im Tauchrohr gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaskapillare (5) an ihrem oberen Ende als eine kugelförmige Verdickung (9) ausgebildet ist, die in der Fassung (2) in axialer Richtung eingespannt ist und an ihrem unteren Ende von einer korbnrtigen bauchigen Hülse (11, 13, 15) umgeben ist, die aus blattfoderförminen., in Längsrichtung verlaufenden Stäbchen gebildet wird, wobei sich der mittige bauchige Teil der Hülse (11, 13, 15) an der Tauchrohrinnenwand und der obere und untere Teil der Hülse (11, 13, 15) an der Olarknpillare (5) rbstütr.t,

2. Flüssigkeitsthermometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erweitere Bohrung (ü) in oberen Teil dav Fassung (2) kegelig angesenkt ist·

3· Flüssigkeitsthermometer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verschlußschraube (7) sum befestigen dor Glaskapillaro (5) eine ebene Unterseite hah.

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Erich sailor - 11 ~ :-2,7.75

4. Flücsi-rviicitGthor.-noinotcj:· nach eine:.: J.er Ar.;-;"::Uche 1 b.'.■.:. 3,

dadurch gekennzeichnet> dr.-.ß die V-::.:r,'Zhl>:r:y-':.-r.v: ■■:-. (λ") ::u.: :·: ·..>·■■. 5 tig er. der Gla:-;>:apillrro (5) r.n ihrer U.-iv.-\ r.¹;ei ■·.■:".· kr _;·:■'!.:" g ;.-'_;e'-er:k '<-_

5. ?lUs3.iqkeitsthorr".craeter nr.cli Anspruch 1, calurci; ge!-·.·-" anzeichnet, daß die Hülse (11, 13, 15) in LKn^ rich bung nc ;.;.-. h] itrt i."t.

6. Flüssigkeitsthertr.cTaotcr nach ninem dor Ar.spr'lcho 1 b/ir.r 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der obere und untere Rand der Hülse (11, 13» 15) ivTi Durchmesser crwaitort vnd criJiior 1st air; dor Durchmesser der Gla.^r;!-:apillero (5).

7. Fliir.sickcitntherr.oraeter anch eineri der Ansoy-'icho 1, υ und G,

o. Fla.-jsigkeit.otherTiorp.eter r.ach eir.c-Λ der: An^pirucrK: Ί vim.' 5-7,

dadurch g^konivioichnel;, daß di.o 'ola+:t ;f^:i- :r;:r ciger; Jjl-'u-chcv. a;:¹. e!o·^— ·.·... :.:.:.: .'__ "/.Ul.:·;. (i') :Γ.'ΐ:υ1 ..j./l..·.^;^.:.

9. Flü.'jrjiijV.rit^thorraouioter η:ι··:η einen der Ar/;^.:!icne 1 'l-ri 5—8,

dadurch ne':e::n:',eiclinei:, dr.ß dir: vwrlünaor'-c- !Kilr.e (λ'.) ,-.r; "...Oi Ii i.n1. ";)■( ΊπΛΓ/Ιί'Γ liegend''■p. !jnurhi.·"·»:"» Aonchrs i. i-.t^'"·. iv'.': ?v_"!e:>· Γ3' v.'.chnü— r\\:\n ^Λ''.'ΐ'\.:ν·:\\·;Λ bee:teat«

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Erich Müller - 12 - 22.7.73

10« Prajcigkuili^uionuoviicLcr nach einem der Ansprüche 1 und b~0,

\rLt cinci.i ÜciiUt^ro'rii.', das die GlciüUapiilurc Ui.irjiot, ci,;:.;i^c:i ijeitenu t, dc-ß das Schutzrohr (IG) an meinem unteren Ende Lcincjc-(17) hat.

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