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Flüssigkeitsthermometer
Die Erfidung betrifft Flüssigkeitsthemometer.
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Es ist bekannt, Flüssigkeitsthermomete mit einer Anzeigefixierung
zu verwenden, und zwar je nach dem Anwendungsgebiet oder zweckmäßig mit einer Maximum-oder
Minimumfixierung oder mit beiden gleichzeitig.
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Wird nun ein solches Thermometer, um eine möglichst genaue Anzeige
in einem bestimmten liereicll zu erhalten, mit einer weit auseinandergezogenen Skala
hergestellt, so muß dieses aus Sicherheitsgründen entweder sehr lang bemessen sein
oder Mittel besitzen, die eine Erwärmung des Thermometers über seinen eigentlichen
Anzeigebereich hinaus unschädlich machen. Auf keinen Fall darf durch die Erwärmung
ein so starker Überdruck erzielt werden, daß das Thermometer zerbrechen kann.
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Bei Thermometern, die ohne Fixierung arbeiten, ist es bekannt, sogenannte
Überlaufhiasen vorzusehen. Das sind Erweiterungen oberhalb der eigentlichen Anzeigekapillare,
in die die Meßflüssigkeit eintreten kann, wenn das Thermometer über seinen Anzeigebereich
hinaus erwärmt wird. Eine gleichzeitige Verwendung einer Anzeigefixierung in Kombination
mit einer Überlaufblase ist jédoch bisher für unmöglich gehalten worden, da erhebliche
Schwierigkeiten befiürchtet wurden, die Meßfiüssigkeit aus der Überlaufblase durch
die Kapillare und an der Fixierungsstelle vorbei in den Flüssigkeitsbehälter, die
Thermometerkugel, zurückzuführen.
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Die vorliegende Erfindung zeigt eine Reihe von Möglichkeiten auf,
die entgegen dem fachlichen Vorurteil es doch ermöglichen, bei einem Flüssigkeitsthermometer
gleichzeitig eine an sich bekannte Anzeigefixierung und eine Uberlaufblase anzuordnen.
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Die nachstehend beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten sind lediglich
als Beispiel gedacht, die keineswegs die einzigen Lösungswege für die erfindungsgemäße
Aufgabenstellung bilden.
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Nach Kenntnis der allgemeinen und der speziellen Lösungsideen ist
es für einen Fachmann verhältnismäßig leicht, weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung
in die Praxis umzusetzen.
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Bei Verwendung einer Maximumfixierung, wie sie beispielsweise für
Fieberthermometer bekannt ist, die an der Übergangsstelle vom Flüssigkeitsbehälter
zur Anzeigekapillare angeordnet ist, können z. B. in der Überlaufblase Mittel vorgesehen
sein, die ein Zurückdrängen der etwa in die Blase eingetretenen Thermometerflüssigkeit
nach deren Abkühlung ermöglichen. Beim einfachen Herunterschlagen des Thermometers
würde sich nämlich die Schwierigkeit ergeben, daß die Thermometerflüssigkeit. beispielsweise
Quecksilber, nicht vollständig in die enge Kapillare zurückgeschleudert werden kann.
Es ist darum zweckmäßig, die tlberlaufblase ganz oder teilweise mit einem plastischen,
zäXhflüssigen oder flüssigen Medium zu füllen, das gegenüber der Thermometerflüssigkeit
indifferent ist und beim Eintreten der Thermometerflüssigkeit in die Überlaufblase
teilweise verdrängt werden kann und diese nach Abkühlen des Thermometers in die
Meßkapillare selbsttätig oder auf Grund iußerer Einwirkung vollständig zurückdrängt.
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I)ieses kann beispielsweise dadurch geschehen, daß ein sehr stark
kompressibles Medium, wie Schaumstoff, gewählt wird, dem gegebenenfalls eine indifferente,
plastische, zähflüssige oder flüssige Schicht vorgelagert ist.
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Aus fabrikatorischen Gnünden ist es sehr zweckmäßig, die. Kapillare
weit in die Uberlaufblase hineinragen zu lassen, wodurch die Füllung mit der Thermometerflüssigkeit
und die Evakuierung wesentlich erleichtert werden. Diese verlängerte Kapillare kann
aber gleichzeitig auch als Ausdehnungsraum verwendet werden, so daß nur im (iußersten
Falle Thermometerflüssigkeit in die eigentliche Uberlaufblase einzutreten braucht.
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Hierzu kann die Kapillare, soweit sie in die Überlaufhlase hineinragt,
etwas erweitert sein.
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Um eine möglichst große Länge in einem verhältnismäßig kleinen Raum
unterzubringen, wird der in die Überlaufblase vorragende Teil der Kapillare vorzugsweise
in Form eines S-Rohres oder spiralig aufgewunden.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß das Medium, das zum Zurückdrängen
der Thermometerfliissigkeit in die Kapillare dringt, unter der Wirkung eines elastischen
Mittels, beispielsweise einer leichten Druckfeder oder einer Membran, steht. Man
kann aber auch das Medium bzw. die vorgelagerte Schicht von einem stark kompressiblen
Stoff, wie Schaumstoff od. dgl., durch Zwischenschaltung einer Membran trennen,
so daß nicht nur die elastische Wirkung der Membran, sondern auch die des kompressiblen
Stoffes zum Zurückdrängen der Thermometerflüssigkeit ausgenutzt werden kann.
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Alle diese Möglichkeiten gelten für die Verwendung einer Maximumfixierung,
die aus einer Verlängerung am unteren Teil der Meßkapillare besteht, gleichgültig,
ob diese als Einschnürung der Glaswandungen oder mit Hilfe eines besonderen Fixierungsstäbchens
vorgenommen ist.
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Es sind aber auch andere Maximumfixierungen zusammen mit einer Überlaufblase
verwendbar, beispielsweise ein innerhalb der Meßkapillare verschiebbares Stäbchen
aus magnetischem Material, das aus derAnzeigeflüssigkeit vor sich hergeschoben wird.
Beim Überschreiten der maximalen Temperatur des Anzeigebereiches gelangt dieses
Stäbchen in die Überlaufblase, die zum Zweck der Rückführung mit einem derart allmählichen
Ubergang zur Meßkapillare angesetzt ist, daß die Rückführung des Stäbchens in die
Meßkapillare mit Hilfe eines von außen ansetzbaren Magneten möglich ist.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Zeichnung erläutert,
in der Fig. I einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Thermometer, Fig. 2 einen
teilweisen Schnitt durch denThermometerkopf mit Überlaufblase, Fig. 3 eine andersartige
Ausführungsform des Thermometerkopfes, Fig. 4 einen ebensolchen Schnitt mit einer
weiteren .2usführungsmöglichkeit, Fig. 5 wiederum einen Schnitt durch den Thermometerkopf
mit einer anderen Ausführungsforin darstellt; Fig. 6 zeigt die inS-Form gewundene
verlängerte Kapillare innerhalb der Überlaufblase und Fig. 7 die Maximumfixierung
mit magnetischem Stäbchen und ohne schroffe Übergänge an die Kapillare angesetzter
Überlaufblase.
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Mit I ist der Glaskörper des Thermometers bezeichnet, der am unteren
Ende die Thermometerkugel 3 trägt, die zur Erreichung einer hohen Einstellgeschwindigkeit
länglich ausgebildet sein kann.
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Weiterhin-ist es auch möglich, zu diesem Zweck den an dieser Stelle
sehr dünnwandigen Glaskörper mit einem besser leitenden Medium, beispielsweise mit
einem Metallüberzug 2, zu umgeben. 4 ist die eigentliche Anzeigekapillare, die im
Verhältnis zur Menge der Thermometerflüssigkeit so eng hemessen ist, daß die gewünschte
Anzeigegenauigkeit innerhalb eines bestimmten hZeßbereiches erzielt wird.
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Mit 5 ist in den Fig. I bis 3 die eigentliche Überlaufblase bezeichnet,
die im wesentlichen eine zylindrische Form besitzt. Gemäß Fig. I und 2 ist der größte
Teil der Blase normalerweise mit einer leichten Druckfeder 6 ausgefüllt, die eine
Scheibe 7 beaufschlagt, vor der, in Richtung auf die Kapillare zu, ein plastisches,
zähflüssiges oder flüssiges Medium 8 innerhalb der Üherlaufblase derart angeordnet
ist, daß es teilweise noch in die Kapillare
eindringen kann. Steigt
nun die Thermometerflüssigkeit über den Anzeigebereich hinaus, so wird der Überdruck
von der Feder ohne Gefahr aufgenommen. Nach dem Abkühlen genügen die geringen Verstellkräfte
der Feder 6, um die Platte7 und damit das Medium 8 wieder bis zum Kapillaransatz
und teilweise in diese hinein zu verdrängen, so daß die Thermometerflüssigkeit vollständig
in die Kapillare zurückgedrängt wird. Das Thermometer kann dann in der üblichen
Weise zurückgeschlagen werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß Anzeigeflüssigkeit
in der Uberlaufblase zurüchbleibt.
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Wenn beim Zurückschlagen Teile des Schutzmediums X in die Kapillare
gelangen, so ist dies für die Anzeigegenauigkeit ohne Bedeutung. Man muß nur darauf
achten, daß die Anzeige an der grenze zwischen der Thermometerflüssigkeit und dem
Schutzmedium ahgelesen wird.
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Gemäß Fig. 3 ist in der zylindrischen Uberlauf-Blase 5 ein allseitig
dicht anschließender Kolhen g vorgesellell wobei es genügt, wenn dieser Kolben lediglich
mit zwei schmalen Führungsflächen an der Wandung der Überlaufblase 5 anliegt. Besteht
dieser aus magnetischem Material, so ist die Rückführung des Schutzmediums 8 und
damit der Thermometerflüssigkeit bis hinter den Kapillaransatz durch Verschieben
eines außen angesetzten Magneten nach dem Abkühlen des Thermometers ohne weiteres
möglich. Es kann aber auch das Eigengewicht des Kolbens beim Herabschlagen des Thermometers
zur Rückführung des Schutzmediums 8 und der Thermometerflüssigkeit Verwendung tincleu.
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Gemäß Fig. 4 ist die Überlaufblase 10 etwa kugelförmig ausgebildet
und durch eine elastische Membran 11 in zwei lt/iume geteilt. Der mit der Kapillare
ill Verbindung stehende Kaum ist wie darum mit einem Schutzmedium 8 ausgefüllt,
während der übrige Raum entweder luftleer oder mit Gas oder einem anderen stark
kompressiblen Stoff, wie z. B. Schaumstoff gefüllt sein kann.
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Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Thermometers
ergibt sich aus Fig. 5. wo die Überlaufblase 12, an sich beliebiger Gestalt, mit
einem Medium 8 gefüllt ist, das entweder durch innere Eigenelastizität die Rückführung
der Thermometerflüssigkeit in die Kapillare sclbsttätig bewirkt oder durch äußere
Erwärmung sich so stark ausdehnt. daß es die Thermometerflüssigkeit iii die Kapillare
zurückdrängt. Zweck mäßig ist es hierbei, die Kal) illare tief in die Überlaufl>lase
12 hineinragen zu lassen und eine leichte Erweiterung des in die Blase 12 hineinragenden
Teiles 13 gegenüber der eigentilichen Meßkapillare4 vorzusehen.
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Gemäß Fig. 6 ist der in die Überlaufblase 12 hineinragende Teil der
Kapillare 18 S-förmig gewunden, um ein gröMeres Ansdebnungsvolumen auf einem geringen
Raum unterzubringen.
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Schließlich ist in Fig. 7 eine gänzlich andersartige Kombination
einer Überlaufblase mit einer N.laxi mumfixieruilg vorgesehen. Innerhalb der Kapillare
4 ist ein magnetisches Stäbchen I6 verschieblich, das bei Überschreiten der Maximaltemperatur
von der Thermometerflüssigkeit in das Innere 15 der Überlaufblase geschoben wird.
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Die Wandungen der Blase sind, wie bei 14 dargestellt, mit einem derartig
allmählichen Übergang zur Kapillare 4 versehen, daß das Zurückführen des Stäbchens
16 aus der stark ausgezogenen Stellung in die gestrichelte Lage mit Hilfe eines
außen angesetzten Magneten I7 nach dem Abkühlen des Thermometers ohne weiteres möglich
ist.
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Bei Verwendung einer Minimumfixierung bietet die Anordnung einer
Überlaufblase keine neuen Probleme. Die Mittel zur Lösung der erfindungsgemäßen
Aufgabe können demnach bei Minimumfixierung ebenso ausgebildet sein wie bei der
Maximumfixierung; es ist aber auch ohne weiteres möglich, eine Minimumfixierung
ohne besondere Vorkehrungen mit einer Überlaufblase zu kombinieren, da der Rückfluß
der Thermometerflüssigkeit beim Abkühlen durch die Minimumfixierung weniger behindet
wird als bei einer Mximumfixierung.