JP2010518364A - 棒状の測定装置のための位置決め装置 - Google Patents

Abstract

測定装置のための位置決め装置。本発明は、公知の位置決め装置を改良するために、棒状の測定装置の使用が、例えば、連続鋳造金型のような対象物の様々な深さのために、適当な測定点を可能とする課題に基づいている。この課題は、本発明により、延長部分で、円筒状の案内要素の対象物遠方端と接続され、かつ、バネ素子と測定装置が同様に導かれるキャップが設けられ、かつ、円筒状の案内要素の対象物遠方端上で、キャップと接続するバネ素子のための第２のストッパが軸方向外へ延長可能、かつ、固定可能であることである。

Description

本発明は、例えば、連続鋳造金型のような対象物の測定点で測定量を決定するための、棒状の測定装置、例えば、熱電素子のための位置決め装置に関する。

このような位置決め装置は、例えば、米国特許第3745828号明細書から公知である。そこに開示された位置決め装置は、二重壁の金型の外側壁に取り付けられている。２つの金型壁の間に冷媒がある。その点で、前記金型の外側壁は、１重壁の金型の裏側に配置された水室と比較可能である。米国特許第3745828号明細書によると、位置決め装置は、外側壁でしっかり固定された円筒状のハウジング/案内素子を備えている。円筒状のハウジングと冷媒を貫いて、温度測定装置は、金型の第１の壁内の測定点まで案内される。円筒状のハウジング/案内素子は、熱素子の案内のためだけでなく、圧力バネとして備えられ、かつ、２つのストッパの間に挟まれたバネ素子の案内のためにも用いられる。一方のストッパは、熱素子としっかり固定されているのに対して、他方のストッパは、円筒状のハウジングに、空間的にしっかりと配置されている。この構成によって、圧力バネがストッパの間、又は、円筒状のハウジングの間で支え、かつ、定義された張力で、測定点に対して、熱素子を押し付けている。

前述の張力は、例えば、第１の金型壁の裏側でボーリング穴の深さのより小さい不正確さで、又は、熱の影響に基づいて内側と外側の金型壁の基本的一定の間隔が増大するような好ましくない前提条件の下でも、熱素子の良好な接触を生じさせる。圧力バネのバネ経路は、通常、わずかのミリメータであり、かつ、それゆえ、より小さい不正確さを補償することが適当である。

実際、金型の裏側の測定点のためのボーリング孔は、通常、異なった深さであるが、ボーリング孔の深さは、例えば、１０〜６０mmの間で少しずつ異なる。上で記述した公知の位置決め装置は、このようなボーリング孔の深さの大きい変化を補償するために、その相対的に短いバネ経路にとって適当でない。それに対応して、提供者は、様々なボーリング深さのための、ぞれぞれの様々な長さである様々なボーリング孔の深さが蓄えてある。組立の場合、しばしば、長さにおいて、およそわずかなミリメータだけ異なっている様々長さの熱素子の大多数は、取間違いや誤った組立が行われる。それによって、しばしば誤った測定が次々と行われる。

米国特許第3745828号明細書

本発明は、棒状の測定装置のための公知の位置決め装置をさらに改良することを課題とし、それは、例えば、連続鋳造金型のような対象物で、均一の長さを持った棒状の測定装置の利用を、様々の深さに対して適切な測定点で可能にすることである。

この課題は、請求項１の対象によって解決される。これは、軸方向延長部分で、円筒状の案内要素の対象物遠方端と接続され、かつ、バネ素子と測定装置が同様に導かれるキャップが設けられ、かつ、円筒状の案内要素の対象物遠方端上で、キャップと接続するバネ素子のための第２のストッパが軸方向外へ延長可能、かつ、固定可能であることを特徴とする。

本発明により設けられたキャップは、バネ素子のための第２のストッパの延長部分が、円筒状の案内要素の軸方向で、棒状の測定装置が挿入されるボーリング孔の深さの条件に応じて有利な方法が達成可能である。バネ素子のための第２のストッパの軸方向の移動の方法に基づいて、現在、金型裏側でいずれのボーリング孔のために、長い間ずっと同じボーリング孔のその時々の深さに依存していない測定装置が用いられている。そして、ボール孔を決定するために、個々の異なった長さの測定装置を設ける場合、取り違える危険はもうない。更に、第２のストッパが延長可能であることによって、特に、均一の長さを備えた測定装置の使用にもかかわらず、いずれの場合も、その都度個々のボーリング孔の深さに依存した適切な応力を調節することが可能であることを確実にする。そして、同時に、いずれの場合も、測定装置の先端と金型内部の測定点との間の必要な接触を確実なものとしている。均一の長さのみを持った測定装置の使用の替わりに、異なる標準長さを持った測定装置も当然用いられる。

キャップは、第１のねじ山を介して、円筒状の案内要素と接続することも可能である。第１のねじ山のため、円筒の案内要素の対象物遠方端上で、キャップが外に突き出る長さは可変に調節可能である。その点で、第１のねじ山は、経路長の変更、又は、調節を可能とし、その経路長を介して、第２のストッパは、円筒の案内要素の対象物遠方端上で、軸方向外へ、延長可能であり、かつ、固定可能である。代案として、キャップは、バイオネット接続で、円筒の案内要素と接続可能でもある。バイオネット接続は、金型の運転した場合に腐食した環境をもたらす汚染し易いネジ山を備えていないこと、かつ、案内要素と熱素子の組立及び分解を手によって、工具を用いずに可能にすることの利点がある。バイオネット接続は、多くの指/ナットとしても実行される。更なる代替案として、キャップは例えば、溶接によって、案内要素と接続する、又は、一部をその案内要素と構成することが可能である。

第２のストッパは、本発明の場合、中央に開口部を備えた円板形状の穴止め具を構成している。この開口部は、棒状の測定装置の実行、又は、棒状の測定装置のケーブルの実行のために用いられる。開口部の外で、穴止め具は、バネ素子のためのストッパとして用いられる。

第１の実施例によると、穴止め具に２つの対向するノーズを形成し、このノーズは、キャップの隙間に導かれる。裂け目の入ったキャップの第２のねじ山と噛みあい、かつ、ノーズを介して、穴止め具に作用するナットのおかげで、穴止め具は、軸方向に位置決め可能である。

第２の代替の実施例によると、穴止め具自身は、カバー、特に、カバーナットとして構成され、このカバーナットは、キャップの対象物遠方端上で固定可能である。カバーナットのねじ山の長さは、経路長の可変の調節のために、更なる方法を提供し、このカバーナット内部で、第２のストッパは、円筒の案内要素の対象物遠方端上で、外に延長可能であり、かつ、固定可能である。代案として、カバーは、バイオネット接続と、キャップで固定されもする。この場合、バイオネット接続のために、上で既に述べた利点が同様な評価に値する。

２つの実施例の場合、棒状の温度測定装置は、穴止め具の向こう側の対象物遠方端に、例えば約９０°、測定装置のケーブルを曲げるために、留め口を備えている。これは、トータルで必要とする構造の長さを更に縮めること、及び、バネ経路延長のための自由に使える更なる空間を縮めることが可能であるという利点がある。

棒状の測定装置の被覆は、例えば、バネ素子、及び/又は、穴止め具の開口部の領域で補強されている。なぜならば、補強によって、バネ素子、又は、穴止め具の影響によって、意図しない損傷、又は、測定装置又はそのケーブルの湾曲部の危険を避けられるからである。

それだけでなく、利点として、本発明によるキャップを、構成される金型システムの場合、簡単に増強することが可能であり、その結果、この構成されるシステムの場合、挙がられた利点を認識することが可能である。

本発明による位置決め装置の場合、バネ素子は、円筒の案内要素、及び、キャップの内部にあり、この場合、キャップは、第２のストッパによって、特に、カバーの形態で、密閉されている。この方法では、バネ素子は、好ましくは、作用する前に、汚れ、水蒸気、及び、流し込まれる粉末によるこびりつきのような好ましくない環境条件、特に、腐食に対して保護することができる。腐食に対して保護するために、位置決め装置、又は、その構成要素、特に、上方のバネ素子は、ステンレス鋼や銅等の腐食に耐性のある材料から製造する、又は、適当な腐食保護層を備えることが好ましい。

第１の実施例による本発明の位置決め装置である。 第１の実施例による本発明のキャップである。 第１の実施例によるバネ素子のための２つのストッパとしての穴止め具である。 第１の実施例による位置決め装置の斜視図である。 様々な張力を持った組立られていない状態と組み立てられた状態の第２の実施例による本発明の位置決め装置の図解による断面図である。 ３０mmの補償のための第１の変形を備えた第２の実施例による本発明の位置決め装置の図解による断面図である。 ３０mmの補償のための第２の変形を備えた第２の実施例による位置決め装置の断面図である。

本発明は、次に、図面に沿って、詳細に説明する。全ての図面で、同じ機械的要素は、同じ参照符号で示す。

本発明の２つの次に紹介する実施例は、両方、本発明の核となる概念、つまり、外へ、延長ボルトの形態で、円筒状の案内素子の金型遠方端上に、ネジ素子のための２つのストッパが移動及び固定することを実現する。それは、２つのストッパ１３２とキャップ１３０の形態で区別される。

最初に、図１から図４に関連する第１の実施例をより詳細に説明する。

図１は、連続鋳造金型３００の形態で、対象物の断面図を示したものである。この連続鋳造金型３００は、水室（図示せず）で、延長ボルトの形態で、円筒状の案内素子１１０を介して、その裏面とネジ止めされている。延長ボルト１１０は、縦ボーリングを備え、この縦ボーリングを介して、例えば、温度測定装置、更なる例えとして、熱素子の形態の棒状の測定装置２００が、水室の裏面から、連続鋳造金型３００の裏面のボーリングに案内されている。熱素子２００の金型側端部は、測定点Ｍと接触している。連続鋳造金型３００の裏面上に、典型的な方法で、多数の測定点が異なった深さに設けられている。延長ボルト１１０は、水室の壁だけでなく、金型の裏面にねじって止められており、かつ、その点で、金型は空間的にしっかりと備えられている。金型遠方端で、延長ボルトは、熱素子としっかり結合した第１のストッパ２１０、及び、同軸の熱素子に案内されるバネ素子１２０の収容のために、穴が開けられている。このバネ素子１２０は、例えば、圧力バネとして構成され、かつ、第１のストッパ２１０を押しつけている。

本発明によると、キャップ１３０は、軸方向延長部分で、延長ボルト１１０の金型遠方端としっかりと解決可能、又は、耐久性を持って接続されている。解決可能な接続の場合、キャップ１３０の頭部１３０−１は、端子素子として、好ましくは、バイオネット接続として構成されるか、図１で示したように、内部ねじ山を備えているかのいずれかである。さらに、キャップ１３０は、延長ボルト１１０の金型遠方端に対して任意であり、例えば、リングパッキン１３１により密封されている。耐久性のある接続を実現する目的で、キャップは、例えば、円筒状の案内素子を一体的に構成、又は、それと溶接される。

第１の実施例による本発明のキャップは、図２で示されている。ここで、キャップは上述の頭部１３０−１を備え、そこで、円筒状の部位と接続されている。

第１の実施例の場合、穴止め具１３２’としての第２のストッパ１３２は、図３で示すように、２つのノーズ１３６’及び１３６’’を備えている。キャップ１３０は隙間１３５を備えている。穴止め具１３２’は、キャップの軸方向内部で延長可能である。この場合、隙間１３５にノーズ１３６’及び１３６’’が案内される。穴止め具１３２’の形態で、第２のストッパの位置は、キャップの内部で、任意に調節可能である。調節は、キャップ１３０上にねじ山１３７を備えて噛み合わさっているねじナット１３８により行われる。ねじナット１３８は、下部円盤１３９を介して、理想的な方法で作用し、かつ、ノーズ１３６’及び１３６’’は、穴止め具上で直接作用している。それぞれの調節過程で、熱素子２００は、金型３００の測定点Ｍで固定されており、一方、同時に、熱素子２００は、測定点Ｍで、バネ素子１２０及び第１のストッパ２１０を介して押されている。様々なボール孔の深さＴのために、それぞれ適当に調節するため、及び、この方法で確実な接触を保証するために、ねじナットの回転によって、測定点に対して押すべき所望の応力が調節可能である。

図４は、図１からの視点で本発明の位置決め装置を示している。

第２の実施例の場合、キャップ１３０は、ねじりニップルとしても示されるが、典型方法では隙間はないが、この場合、隙間は危害を与えない。第１の実施例と異なって、第２のストッパは、穴止め具１３２’’の形状で、カバーとして、好ましくは、カバーナットとして構成され、それは、キャップ１３０の対象物遠方端でねじ止め可能である（図５a）b)及びc)参照）。代案として、カバーは、バイオネット接続で、キャップ１３０の対象物遠方端上に固定されもする。２つ目の代案として、解決可能なカバーは、好ましくは、キャップに対してＯリングを備えて密閉されている。

図５a)は、延長ねじ込み部１１０の対象物遠方端で、ねじ込まれるキャップ１３０、又は、ねじれニップルを備えた第２の実施例による本発明の位置決め装置を示している。もちろん、組立カバー１３２’’を有していない。熱素子２００は、金具内部の測定点Ｍで、キャップ１３０の上で事前に応力をかけることなしに、接触し、突き出ている。これは、温度測定装置２００の対象物遠方端で、カバーナット１３２’’内の開口部によって導かれ、かつ、外出するケーブル２８は、止め具２７によって曲げられている。キャップ１３０及びカバーナット１３２の内部で、温度測定装置２００としっかりと結合している第１のストッパ２１０と、カバーナットによって構成されている第２のストッパとの間に、バネ素子１２０が備えられている。しかし、図５a)では、事前荷重されていない状態である。

図５b)は、本質的に、図５a)と同一の構成を示しているが、カバーナット１３２’’がキャップ１３０とねじ留めされているかの相違がある。述べたように、カバーナット１３２は、バネ素子のために、第２のストッパとして働くため、このバネ経路は、カバーナットのねじ留めによって短くなっている。それによって、測定点Ｍに対して小さな応力を持った温度測定装置２００がぶつかっている。この応力は、温度測定装置の測定点側端部と測定点との間の接触が常に適切であるということを保証している。

図５c)は、図５b)と同一の組立状態の第２の実施例の本発明による位置決め装置を示しているが、今回は、金型内部の約１５mmの高さにある測定点Ｍを示している。同一のキャップ１３０と同一のカバーナット１３２’’を使用した場合、第１のストッパ２１０は、熱素子２００と共に、第２のストッパの方向に動き、それから、この場合、バネ素子の最大圧縮と、それに伴って現れる熱素子のための最大応力とが生じる結果となる。図５b)と図５c）での測定点Ｍの異なった位置は、図５c）でのみ、バネ経路の縮小によって補償される。図５c)で示したように、バネ素子が完全に圧縮されて動く場合、バネ素子は、その柔軟性を失い、それは通常望ましくない。

図６は、金型内部の２つの異なった測定点の間のより大きく高さ/深さが異なる場合、完全な圧縮、又は、バネ素子の封鎖を避けるための方法を示している。そのために、図６b)のキャップは、図６a)のキャップより高さの差Δhの半分だけ高く構成されているという例示している。第１のストッパ２１０と、カバーナット１３２’’の形態の第２のストッパとの間のバネ経路は、図６a)に対して図６b)で、半分に短縮している。バネ経路の短縮は、測定点Ｍ２に対して、温度測定装置２００の応力の拡大のため、つまり、２：１の変化したバネ係数のために、図６b)で生じる。しかし、図６b)のバネ素子１２０は、まだ完全に圧縮しておらず、その結果、必要な場合は、柔軟に対応可能である。

図７は、第２の実施例の更なる変更例を示している。この変更例の場合、金型内部の測定点Ｍ２とＭ１の間の高さの差Δhは、図５のように類似して、第１のストッパとカバーナット１３２’’の形態の第２のストッパの間のバネ経路の大きな短縮によって補償される。キャップ１３０の長さ、及び、ネジで取り付けたカバーナット１３２’’の位置は、図７a)と図７b)と変わらないままである。この２つの図の間で、変化した３．５：１のバネ係数が用いられる。

本発明の２つの実施例の場合、円板形状の穴止め具の形態、又は、中心に開口部１３３を備えたカバーナットの形態の第２のストッパ１３２が構成されている。この中心開口部によって、熱素子２００、又は、この外出するケーブルが導かれる。

２つの本発明による実施例の場合、熱素子の被覆の絶縁体の消耗、及び、それによって可能となる熱素子の故障を避けるために、熱素子２００の被覆、又は、熱素子自身が、圧力バネとして働き、補強され、特に、折り曲げ可能であるバネ素子の領域に、構成されることが好ましい。

２つの本発明による実施例の場合、熱素子は、第２のストッパ、又は、穴止め具の向こう側のその金型遠方端で、止め具２７が、進行する熱素子のケーブル２８を曲げるために備えられている。

２つの実施例の場合、キャップの長さがあまりに大きく選択されたのなら、バネ経路は、５−６０mmのバンド幅で許容される。このバンド幅は、連続鋳造金型の領域で本発明の使用するために特徴的である。

Claims (12)

1. 例えば、連続鋳造金型のような、対象物（３００）の測定点（Ｍ）で、測定値を決定する棒状の測定装置（２００）のための位置決め装置（１００）であって、
   対象物（３００）に空間的にしっかりと備えられ、かつ、測定装置が案内され、測定点（Ｍ）と接触する円筒状の案内要素（１１０）と、かつ、
   測定装置と接続された第１のストッパ（２１０）と、測定点（Ｍ）で測定装置を押し当てるための第２のストッパ（１３２）との間のバネ素子（１２０）とを備えた位置決め装置において、
   軸方向延長部分で、円筒状の案内要素の対象物遠方端と接続され、かつ、バネ素子と測定装置（２００）が同様に導かれるキャップ（１３０）が設けられ、かつ、
   円筒状の案内要素（１１０）の対象物遠方端上で、キャップ（１３０）と接続するバネ素子のための第２のストッパ（１３２）が軸方向外へ延長可能、かつ、固定可能であることを特徴とする位置決め装置。
2. 請求項１に記載の位置決め装置において、
   キャップ（１３０）は、第１のねじ山（１３４）、又は、バイオネット接続を介して、円筒状の案内要素と接続されている、又は、案内要素と一体に構成していることを特徴とする位置決め装置。
3. 請求項１又は２に記載の位置決め装置において、
   第２のストッパ（１３２）は、円板形状の穴止め具（１３２’）の形で、中心に開口部（１３３）を構成し、
   この第２のストッパ（１３２）によって、棒状の温度測定装置（２００）は、貫通して導かれることを特徴とする位置決め装置。
4. 請求項３に記載の位置決め装置において、
   キャップ（１３０）は、少なくとも１つの隙間（１３５）を備え、かつ、
   穴止め具（１３２’）は、少なくとも１つの前記隙間に導かれるノーズ（１３６）を備えることを特徴とする位置決め装置。
5. 請求項４に記載の位置決め装置において、
   裂け目の入ったキャップ（１３０）は、第２のねじ山（１３７）を備え、かつ、
   穴止め具（１３２’）は、第２のねじ山（１３７）と噛み合わさり、かつ、ノーズ（１３６）を介して穴止め具（１３２’）と作用するナット（１３８）によって軸方向に位置決め可能であることを特徴とする位置決め装置。
6. 請求項３に記載の位置決め装置において、
   穴止め具の形の第２のストッパ（１３２）は、カバーとして構成され、
   このカバーは、キャップの対象物遠方端上で固定可能であることを特徴とする位置決め装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の位置決め装置において、
   位置決め装置は、円筒状の案内要素の場合、円筒状の回転ネジ止めを回して作用し、
   連続鋳造金型の形の対象物（３００）は、水室で、案内要素とねじ留めされていることを特徴とする位置決め装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の位置決め装置において、
   棒状の測定装置（２００）は、測定点での測定値として温度を測定するために、熱素子として構成されることを特徴とする位置決め装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の位置決め装置において、
   棒状の測定装置（２００）は、第２のストッパの向こう側の対象物遠方端で、測定装置の進行するケーブルを、例えば約９０°に折り曲げる止め具（２７）を備えていることを特徴とする位置決め装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の位置決め装置において、
    棒状の測定装置の被覆は、バネ素子、及び、第２のストッパの領域で補強されていることを特徴とする位置決め装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の位置決め装置において、
    バネ素子は、圧力バネとして構成されることを特徴とする位置決め装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれかに記載の位置決め装置において、
    位置決め装置の要素の少なくとも一部分、特に、バネ素子は、腐食に対して保護されて構成されていることを特徴とする位置決め装置。

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