DE7541279U

DE7541279U - Thermoelement

Info

Publication number: DE7541279U
Application number: DE19757541279U
Authority: DE
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1975-12-24
Filing date: 1975-12-24
Publication date: 1977-06-23

Description

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GM 249

4, März 19 77

Thermoelement

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf ein Thermoelement gemäss dem überbegriff des Hauptanspruchs.

Bekannte Thermoelemente wurden bislang entweder aus einer geschlossenen, also einer mit einem Boden versehenen Hülse hergestellt, in die ein den zweiten Pol der Paarung bildender Draht eingeschoben wurde, wobei anschließend im Bereich des Bodens der Draht an die Hülse angeschweißt wurde. Anschließend wurde das so geschaffene Thermoelement im Bereich der warmen Lotstelle mit einer Al umi ni uiiisch i ch t im Taucli verf ah ren überzogen. Das so hergestellte Thermoelement war mit erheblichen Fertigungskosten behaftet, da die mit einem Boden versehene Hülse ein sehr teures Bauelement darstellt.

Gegenüber diesem Stand der Technik bestellt somit die Aufgabe, ein Thermoelement mit einem Draht und einer Hülse wesentlich billiger bei gleicher Güte zu fertigen.

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Eine äußere Schutzschicht auf der Außenhülse ist nicht \s

vorgesehen. Nach einem Ausführungsbeispiel kann die |

Hülse an einem Ende offen sein, der Stift wird soweit *'

ϊ eingeschoben, daß er im Abstand vom Ende der Hülse steht. j

Anschließend kann das Hülsenende zusammengedrückt werden, '

worauf die Schweißung erfolgt. Es ist schließlich auch
- ^l möglich, daß von einer an beiden Händen offenen Hülse I

ausgegangen wird, in deren Innenraum der Stift soweit \

eingebracht wird, daß er mit seinem Ende im Abstand vom '

Hülsenende steht, worauf der verbleibende Innenraum der '

Hülse durch ein Stück Draht vom Material der Hülse aus- ^]-gefüllt wird. Anschließend wird das obere Ende der Hülse zusammen mit dem Draht und dem Stift verschweißt.

Es ist auch bekannt, den Draht an einer offenen Hülse zu umschließen, wobei im Bereich des Hülsenendes der Draht mit dem Hülsenmantel verschweißt wird. Hierbei läßt es sich ' jedoch nicht vermeiden, daß Material des Drahtes, meist \

Konstanten, auf die Außenfläche der Hülse kommt. j

I Wenn dieses Material kupferhaltig ist, was im Falle der \

Kons tantanpaarung gegeben ist, und das Thermoelement anschließend mit einer Aluminiumschicht überzogen wird, so
bildet sich im Bereich der warmen Lötstelle eine Kupfer-Al umini um-Eutekti kum, was zu einer sehr schnellen Korrosion
des Thermoelementes führt, da der Schmelzpunkt des Eutektikums wesentlich niedriger ist als der Schmelzpunkt des

reinen Aluminiums bzw. des Hülsenmaterials.

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Gegenüber diesem Stand der Technik liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Thermoelement zu schaffen, bei dem vermieden wird, daß ein aus dem Draht stammendes Metall zusammen mit der Aluminiumschutzschicht ein Alumini um-Restmetal1-Eutektikum bildet.

Diese Aufgabe wird bei einem Thermoelement der eingangs näher bezeichneten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Der Vorteil der Neuerung liegt in der Erzielung eines .Thermoelementes hoher Standzeit insbesondere in einer agressiven schwefelhaltigen Gasatmosphäre.

AusfUhrungsbeispiele der Neuerung sind anhand der Fig. 1 bis 21 in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1, 4, 7, 10, 13, 16 und 19

- die Ausgangsstufe der zur Anwendung kommenden! Hülse zur Fertigung des Thermoelementes,

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Fig. 2, 5, 8, 11, 14, 17 und 20

- jeweils einen Verf ah rens zwi seherisch ri tt eines anderen Verfahrens der Herstellung des Thermoelementes und

Fig. 3, 6, 9, 12,15 , 18 und 21

- die Endstufe des nach dem jeweiligen Verfahren produzierten Thermoelementes, jeweils im Schnitt.

In allen 21 Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils die gleichen Einzelheiten.

Bei dem Herstellungsverfahren gemäss den Fig. 1 bis 3 wird von einer offenen Hülse 1 aus einer Chrom-Nickel-Legierung ausgegangen, die einen zylindrischen Hantelteil 2 mit relativ großem Üruchmesser, einen ansetzenden kegelförmigen Mantetteil und- einen sich wiederum daran anschließenden zyl i nderförmi gen Mantelteil 4 relativ kleinen Durchmessers aufweist. Die Stirnseiten 5 und 6 der Hülse sind offen.

Gemäss Fig. 2 wird in die Hülse 1 ein zylinderförmiger Konstantandraht 7 eingeführt, der aus einer Kupfer-Niekel-Legierung besteht. Der Außendurchmesser des Drahtes 7 passt mit einer Spielpassung in den Innenraum 8 des Mantelteils 4 der Hülse 1. Das Ende 9 des Konstantandrahtes stößt nicht bis zur Stirnseite 6 der Hülse 1 vor. Anschließend wird das Ende 6 der Hülse 1 mit einem Press- ;

werkzeug zusammengepresst, so daß sich ein Verformungsbereich 10 :

ergibt. Dieser Verformungsbereich 10 enthält jedoch keinen Stoff des Konstantandrahtes 7, also insbesondere kein Kupfer.

Anschließend wird der Verformunnsbereich 10 in einem Lichtbugenschweißverfahren verflüssigt, so daß sich die wärme Lötstelle 11 an der Spitze des Thermoelementes bildet. Das ebene Ende 9 des Konstantandrahtes wird durch die Schweißung zu einem Konkavende 12 eingezogen. Der das Konkavende 12 umgebende Hülsenteil ist jedoch, vergl. Fig. 3, so dick, daß kein Kupfer aus dem Konstantandraht an die Außenseite der Hülse, die nun topfförmig zugeschweißt ist, gelangen kann.

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Anschließend wird die warme Lötstelle 11 des Thermoelementes von einer Al umi ni unischi cht 13 überzogen.

Bei dom Aus führungsbei spiel des Herstellungsverfahrens gemäss den Fig. 4 bis 6 wird wiederum von der gleichen Hülse 1 ausgegangen. Nach dem Einführen des Kons tantandrahtes 7 wird die Stirnseite 6 der Hülse in einer Vorrichtung mit Gegenhalter umgebogen, so daß die Hülse topfförmig eingezogen ist. Hierbei bildet sich eine Trennfuge 14. Gemäss Fig. 6 wird diese Trennfuge 14 nunmehr verschweißt, wobei sich im Endzustand auch hier eine topfförmig zugeschweißte Hülse bildet, deren Material allseits das Ende des Konstantandrahtes 7 umgibt, so daß auch hier kein Kupfer aus dem Konstanten nach außen auf die Oberfläche der Hülse gelangen kann und mit dem Aluminiummantel Korrosionserscheinungen ergibt.

Bei dem Herstellungsverfahren gemäss der Variante nach Fig. 7 bis 9 wird der Konstantandraht 7 in die Hülse 1 eingezogen, anschließend wird das freibleibende Ende des Mantelteils 4 rechtwinklig abgebogen. Die Abbiegung 15 bleibt offen und überragt das Ende 9 des Kontantanstiftes. Anschließend wird gemäss Fig. 9 die Abbiegung 15 abgeschweißt bzw. zu einem topf förmi gen Boden 16 zusammengeschweißt, der die Hülse 1 abschli eßt.

Nach dem Herstellungsverfahren gemäss den Fig. lü bis 12 wird die Hülse 1 nach dem Einbringen des Kons tantandrahtes im oberen Bereich 18 des Mantel teils 4 keilförmig zusammengequetscht, der Innenraum 17 der keilförmigen Spitze 18 ist jedoch mit Luft gefüllt. Anschließend wird gemäss Fig. 12 der obere Bereich 18 der Hülse 1 zusammengeschweißt, so daß sich wieder ein top f förmi ge r Abschluß 16 ergibt.

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Bei der anderen Möglichkeit der Herstellung gema'ss Fig. 13 bis 15 bleibt der obere Bereich des Mantelteils 4 unverändert, in den oberen Bereich wird ein Stück Nickel-Chrom-Draht 19 eingeführt, der aus dem gleichen Material wie die Hülse 1 besteht und im Durchmesser dem Konstantandraht 7 entspricht. Anschließend wird gema'ss Fig,15 der obere Bereich der Hülse 1 zusammen mit dem Einsatz 19 verschweißt, so daß sich wieder der topfförmige Abschluß 16 der Hülse 1 ergibt.

Gemäss dem Herstellungsverfahren nach den Fig. 16 - 18 wird der obere Bereich der Hülse 1 von zwei Seiten gedrückt, so daß sich eine Anquetschung 20 ergibt, die jedoch nicht den Konstantanstift 7 erfasst. Bei diesem Verfahren wird aber ein luftgefüllter Zwischenraum zwischen dem Ende 9 .und dem Hülsenmaterial vermieden. Anschließend wird gemäss Fig. 18 die Schwellung vollzogen, so daß sich wieder das topfförmige Ende 16 ergibt. Danach wird die Aluminiumschicht 13 durch Tauchen in flüssiges Aluminium aufgebracht.

Schließlich wird bei dem Herstellungsverfahren gemäss den Fig. 19 - Hl der ZyIindermanteltei1 4 der Hülse 1 weggelassen, so |

daß der Kegel manteltei1 3 sich bis zum Ende 6 der Hülse 1 fortsetzt. Der Konstantandraht / wird dann soweit in die Hülse eingeschoben, als dies ohne Verformung möglich ist. Im oberen Bereich 17 ist somit wieder ein Innenraum 18 mit Luft gefüllt. Anschließend wird gemäss Fig. 21 der obere Bereich 17 verschweißt, so daß sich der Topf 16 bildet, der die Hülse 1 dicht nach außen abschließt, ohne daß Kupfermaterial aus dem Konstantandraht 7 an die Außenoberfläche der Hülse 1 gelangt. Nach Aufbringen der Aluminiumschicht 13 ist das Thermoelement einsatzfähi g.

Es soll noch erwähnt werden, daß das erfindungsgemässe Thermoelement und die Verfahren zu seiner Herstellung nicht unbedingt

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auf Nickel-Chrom bzw. Konstanten als Paarung beschränkt sind. Die Anwendung des erfindungsgema'ßen Verfahrens kann jederzeit dann sinnvoll werden,wenn zu vermeiden ist, da(3 Material aus dem Innendraht nach außen auf die Hülse gelangt.

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