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Thermometer mit Schutz- oder Tauchrohr Die Erfindung bezieht sich
auf ein Thermometer mit Schutz- oder Tauchrohr nach dem Patent 706 IO9, bei dem
die abstandhaltenden Füllkörper zwischen dem Ouecksilbergefäß und seinem metallischen
Schutzrohr aus metallenen und geschlitzten Kegelstumpf mänteln bestehen. Dadurch
wird ein geregelter Wärmedurchgang und eine örtliche Abhängigkeit in der Anordnung
der Abstandmittel auch bei formändernden Wärmespannungen erreicht. Es bleibt jedoch
der Nachteil, daß die Elastizität der Mantelränder je nach der Größe des Fühlers
und des Ausmaßes der formändernden Wärmespannungen gegebenenfalls nicht ausreicht,
um eine etwas außermittige Stellung des Quecksilbergefäßes oder auch Durchmesser-
und Oberflächenungleichheiten des Quecksilbergefäßes und des Schutzrohres auszugleichen.
Bei dem meist größeren axialen Abstand des Quecksilbergefäßes von der Einspannstelle
des Quecksilberfadenrohres ergeben sich bei solchen Ungleichförmigkeiten Spannungen,
deren Beseitigung nur durch nachträgliches
Richten des Fadenrohres
in seiner Fassung möglich ist. Insbesondere bei Glasthermometern in rechtwinkliger
oder schiefwinkliger Ausführung ist dabei oft ein mehrmaliger Aus- und Einbau der
Glasthermometer erforderlich, um diese Ungleichförmigkeiten zu beseitigen oder durch
entsprechende Bearbeitung der Füllkörper auszugleichen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe eines geregelten Wärmeübergangs mittels
elastischer Kegelstumpfmäntel in der Weise, daß diese Kegelstumpfmäntel aus gepreßtem
Drahtgewebe bestehen. Diese füllen vermöge ihrer verhältnismäßig großen radialen
und axialen Elastizität den gegebenenfalls außermittigen Ringraum zwischen Fühler
und Schutzrohr voll aus und halten sich an beiden Teilen selbsttätig fest. Derartige
Drahtgewebe haben im Vergleich zu Vollblechkegelstumpfmänteln, auch wenn diese geschlitzt
sind, eine erheblich größere Schmiegsamkeit an ihren oberen und unteren Stirnkanten.
Sie können sich infolgedessen den Anliegeflächen an der Innenwand des Schutzrohres
und an der Außenwand des Quecksilbergefäßes besser anpassen, insbesondere wenn diese
Wände nicht gleichmäßig rund bzw. zylindrisch sind, wie dies z. B. bei den Außenwandungen
der Quecksilbergefäße oft vorkommt. Eine weitere günstige Wirkung ergibt sich dadurch,
daß der überwiegende Teil der im Gewebe zusammengefaßten Metalldrähte im Gegensatz
zum vollen Blech in den hier vorkommenden Grenzen praktisch allseitig, also auch
in axialer Richtung des Ringraumes, leicht genügend nachgiebig angeordnet werden
kann.
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Reicht mithin die radiale Nachgiebigkeit der Drähte infolge der sehr
geringen radialen Einbauhöhe im Ringraum nicht aus, so kann sie durch entsprechende
Anordnung mit einer axialen Nachgiebigkeit ergänzt werden. Dies kommt z. B. in Frage,
wenn das Quecksilbergefäß im umgebenden Schutzrohr außermittig sitzt.
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Werden eine größere Anzahl solcher Kegelstumpfmäntel zylindrisch
übereinandergestülpt, so daß sie mit ihren äußeren Mantelrändern am Schutzrohr und
mit ihren inneren Mantelrändern am Quecksilbergefäß anliegen. dann ergibt sich genau
wie bei der Anordnung nach dem Hauptpatent ein ringzylindrischer Formkörper, der
den Ringraum gut ausfüllt, in radialer Richtung hoch elastisch ist und dadurch an
beiden gegenüberliegenden Ringraumwänden eine selbsttätige Halterung bildet.
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Die Elastizität eines solchen Formkörpers in axialer Richtung ist
so groß, daß z. B. bei außermittiger Stellung des Quecksilbergefäßes im Schutzrohr
die einzelnen Kegelstumpfmäntel sich beim Einschieben in das Schutzrohr selbsttätig
zu schiefen Kegelstümpfen umformen derart, daß die Neigung der Seitenlinien des
Kegels entsprechend der veränderlichen Ringraumbreite sich über den Kegelmantelumfang
stetig ändert. Dabei verformen sich die kreisförmigen Mantelränder zu ellipsenförmig
schief auf den Abstützflächen anliegenden Rändern, die also trotz der Verformung
allseitig satt anliegen. Damit erklärt sich auch, daß mit solchen Drahtgewebeformkörpern
trotz des geringeren Werkstoffaufwandes günstigere Wärmeübergangszeiten erreicht
werden als mit den bekannten vollwandigen Kegelstumpfmänteln.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Abb. I zeigt im senkrechten Mittelschnitt einen im Fuß eines Wärmefühlers
eingebauten Formkörper aus Drahtgewel)ekegelstumpfmänteln; Abb. 2 veranschaulicht
einen einzelnen Drahtgewebekegelstumpfmantel; Abb. 3 ist eine Draufsicht auf einen
einfachen D rahtgewebekegelstumpfmantel und Abb. 4 desgleichen auf einen besonderen
Kegel stumpfmantel, der durch Stauchung aus einer größeren Vorform eine vermehrte
Anzahl Drähte aufweist sowie eingepreßte Abstandsnocken besitzt.
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Nach Abb. 1 ragt in den dargestellten unteren Teil des Schutzrohres
10 eines Wärmefühlers das Quecksilbergefäß Ii des nur teilweise dargestellten Thermometerrohres
I2. Die Drahtgewebekegelstumpfmälltel I3 sind von unten her auf das Quecksilbergefäß
I I aufgeschoben; sie halten sich vermöge ihrer radial gerichteten Elastizität selbst
auf dem Quecksilbergefäß 1 1 fest. Der oberste Kegelstumpfmantel wird durch die
Isolierbandwicklung 14 auf dem Thermometerrohr 12 gehindert, über den Bereich des
Quecksilbergefäßes II hinaus nach oben geschoben zu werden. Bei dem Einschieben
des so mit den Kegelstumpfmänteln besetzten Thermometerfußes in das Schutzrohr 10
von oben her legen sich die äußeren Mantelränder der Kegelstümpfe federnd gegen
die Innenwandung des Schutzrohres an.
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Für die Erzeugung der Formkörper aus Kegelstumpfmänteln aus Drahtgewebe
ergeben sich verschiedene günstige Möglichkeiten.
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Drahtgewebekegelstumpfmäntel können ohne weiteres zu Formkörpern zusammengestellt
werden, die den auszufüllenden Ringraum überwiegend mit Werkstoff in gleichmäßiger,
d. h. also gut wärmeleitender Anordnung anfüllen. Das Drahtgewebe weist in der Ringfläche
sowohl am kleinen Innen- als auch am größeren Außendurchmesser gleichmäßig verteilten
Werkstoff auf. Die Wärmeleitfähigkeit des Drahtgewebes kann dabei noch gesteigert
werden,
indem die Kreuzungsstellen I6 der Drähte Idurch Nachpressen des fertigen Einzelgliedes
(Kegelstumpfmantels) gequetscht und so zu besonders inniger gegenseitiger Berührung
gebracht werden. Dadurch können die tangential verlaufenden Drähte ihre Wärmeaufnahme
von der Schutzrohrwandung über die Kreuzungsstellen an radial verlaufende Drähte
und weiterhin an das Quecksilbergefäß übertragen.
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Abb. 2 veranschaulicht einen einzelnen Kegelstumpfmantel 13 aus Drahtgewebe,
in den Abstandsnocken 15 eingedrückt sind.
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Diese Nocken 15 erhöhen die axiale Nachgiebigkeit des zusammengesetzten
Formkörpers; im allgemeinen kann jedoch damit gerechnet werden, daß auch ohne derartige
Nocken noch eine genügende axiale Elastizität des zusammengesetzten Formkörpers
vorhanden ist, auch wenn die einzelnen Kegelstumpfmäntel unmittelbar mit gegenseitiger
Berührung aufeinandergeschoben sind. Ein solcher Kegelstumpfmantel kann aus flachem
Drahtgewebe durch Pressen in eine entsprechende Kegelform leicht hergestellt werden.
Dabei ergibt sich unter Verwendung normalen Drahtgewebes etwa die in Abb. 3 veranschaulichte
Maschenteilung. Will man eine möglichst große Anzahl von Drähten vorzugsweise am
weiteren Umfang des Kegelstumpfmantels haben, dann wird zunächst in einer Vorform
ein Kegelstumpfmantel mit einem größeren als dem Enddurchmesser der Kegelbasis geformt
und alsdann auf den kleineren Enddurchmesser unter entsprechender Verkürzung der
Kegelstumpfhöhe nachgepreßt. Eine ähnliche Wirkung ergibt sich auch, wenn der Innendurchmesser
des Kegelstumpfmantels (Loch) zunächst größer bemessen und alsdann die steilere
Kegelneigung unter Verringerung des Loches verflacht wird.
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Es ergibt sich dann in der Draufsicht auf einen solchen Kegelstumpfmantel
ein Maschenverlauf etwa nach Abb. 4, wobei die beiden strichpunktierten Kreise die
Größe der Vorform des einen oder anderenVerformungsweges andeuten. Die Einpressung
der Abstandsnocken 15 hat in diesem Fall die Wirkung, daß die an dieser Stelle radial
verlaufenden Drähte ohne Stauchung eine Verkürzung der Kegelhöhe ermöglichen.