WO2011080000A1 - Device having a coaxial design - Google Patents

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WO2011080000A1
WO2011080000A1 PCT/EP2010/067259 EP2010067259W WO2011080000A1 WO 2011080000 A1 WO2011080000 A1 WO 2011080000A1 EP 2010067259 W EP2010067259 W EP 2010067259W WO 2011080000 A1 WO2011080000 A1 WO 2011080000A1
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WO
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thermal expansion
coefficient
expansion coefficient
coaxially
nickel
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/067259
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German (de)
French (fr)
Inventor
Sergej Lopatin
Robert Schmidt
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Endress+Hauser Gmbh+Co.Kg
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F23/268Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors mounting arrangements of probes

Definitions

  • the present invention relates to a device for determining at least one process variable of a medium or for the transport of electricity, having an at least partially coaxial structure, which consists of at least three elements, wherein the second element coaxially surrounds the first element and wherein the third element, the second element Coaxially surrounds.
  • the device is, for example, a capacitive or conductive fill level measuring device, in particular with a flush-mounted sensor.
  • the invention relates to a method for producing a device with coaxial symmetry.
  • an electrical connection is formed as soon as both electrodes touch the medium, from which it is concluded that a predetermined level has been reached.
  • the sensor electrode and the container wall or a second electrode form a capacitor whose
  • Capacity depends on the level of the intermediate medium.
  • a guard electrode which lies at the same electrical potential as the sensor electrode and is separated therefrom by an insulating layer.
  • the ground electrode usually encloses the structure
  • Sensor electrode and guard electrode concentric, so that a coaxial structure of three electrodes and at least two insulation layers is formed.
  • Such a sensor structure is described for example in DE 3212434 C3 or DE 102007049526 A1.
  • a problem with concentrically arranged layers is described for example in DE 3212434 C3 or DE 102007049526 A1.
  • Temperature range form leaks and gaps in the boundary regions, in particular at interfaces between metals and plastics.
  • the different materials expand to different degrees, or they contract to different degrees so that gaps can form in the boundary areas.
  • liquid can penetrate, which can lead to probes to malfunction or even failure of the meter.
  • bacteria and fungi can build up in the cracks. This is problematic, especially in the food or pharmaceutical industry, where stringent hygienic guidelines must be adhered to.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device with a coaxial structure and a method for producing such, whose components have a radially sealed connection in a wide temperature range.
  • the first element is made of a first material having a first thermal expansion coefficient
  • the second element is made of a second material having a second coefficient of thermal expansion
  • the third element of a third material made with a third coefficient of thermal expansion
  • Coefficient of expansion is greater than the first and the second thermal
  • Expansion coefficient is greater than the third. So it applies , in which is the thermal expansion coefficient of the ith element.
  • Coaxial abutments are typically made to be radially dense at room temperature.
  • the structure retains its initial tightness. As a result, the device has a large
  • the radial dimensions of the first element, of the second element and of the third element are chosen such that an area lying orthogonal to the axis of the coaxial structure which is between the first element and the third element
  • the ratio of the inner radius (R2) of the third element to the outer radius (R1) of the first element satisfies the following equation:
  • this further comprises a fourth element with a fourth thermal
  • Expansion coefficient and a fifth element having a fifth coefficient of thermal expansion wherein the fifth element coaxially surrounds the fourth element and wherein the fourth element coaxially surrounds the third element.
  • the materials of the fourth element and the fifth element are in this case chosen such that the equation is satisfied, where the thermal
  • the second material and / or the fourth material is a plastic.
  • this is PEEK
  • Polyether ketone Polyether ketone
  • PEI polyetherimide
  • PI polyimide
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the first material and / or the third material and / or the fifth material is a steel grade or a metal alloy.
  • the materials are a combination of
  • Invar iron-nickel alloy with 36% Ni
  • Kovar titanium, tantalum, aluminum alloys, Monel
  • stainless steel stainless steel
  • the outer element is made of stainless steel.
  • Invar and Kovar have relatively low thermal characteristics
  • the first material is a nickel-chromium-molybdenum alloy or an iron-nickel-cobalt alloy
  • the third material is stainless steel
  • the third material is a nickel-chromium-molybdenum alloy or an iron-nickel-cobalt alloy and that the fifth material is stainless steel.
  • the first material and / or the third material and / or the fifth material is a glass, a ceramic, a metal ceramic or a glass ceramic.
  • the first element and the third element are electrodes and the second element represents an insulation.
  • the device is a capacitive or conductive probe or a microwave probe.
  • the device is a coaxial cable for carrying power.
  • the object is achieved in that a first element is made of a first material having a first coefficient of thermal expansion, that a second element made of a second material having a second coefficient of thermal expansion, which surrounds the first element coaxially, that third element is made of a third material having a third coefficient of thermal expansion, which coaxially surrounds the second element, and that the materials are selected such that the third thermal expansion coefficient is greater than the first, and the second thermal expansion coefficient is greater than the third ,
  • the elements are configured radially symmetrical. It goes without saying that the method is also applicable to structures which consist of more than three elements.
  • the radial dimensions of the first element, the second element and the third element are chosen such that an orthogonal to the axis of the coaxial structure extending surface which is enclosed between the first element and the third element, and extend the area of the second element in the same plane with a change in ambient temperature with equal effective thermal expansion.
  • Fig. 1 shows a coaxial construction of three elements.
  • a coaxial structure is formed formed from three radially symmetric elements, which, for example, in a capacitive probe of a
  • Level gauge is to be found.
  • the first element 1 consists of a first material M1 having a first coefficient of expansion and has the shape of a solid cylinder with the radius Ri.
  • the second element 2 is a hollow cylinder with outer radius R2 and inner radius R1, coaxially surrounds the first element 1 and consists of a second material M2 having a second coefficient of expansion which is different.
  • the interfaces between the first element 1 and the second element 2 are close to each other.
  • the third member 3 is also flush with the second member 2.
  • the three elements are designed so to speak form-fitting.
  • L 0 denotes the initial length of the element at an initial temperature T 0th
  • M1 and M3 are metals and M2 is a plastic, for example PEEK, PEI or epoxy resin.
  • the third element 3 is made of stainless steel.
  • the material M1 of the first element 1 may be a glass or a glass
  • Be glass-ceramic or a metal or a metal alloy with a low expansion coefficient, such as Invar or Kovar.
  • the radial dimensions of the three elements 1, 2, 3 a structure of such materials over the known from the prior art constructions improved radial tightness even at temperatures not equal to the initial temperature to T 0 .
  • the radial dimensions of the first element 1, second element 2, and third element satisfy the equation
  • Ri is the outer radius of the first element 1 and simultaneously the inner radius of the second element 2
  • R2 is the outer radius of the second element 2 and the inner radius of the third element 3.
  • the second element 2 fills the area lying between the first element 1 and the third element 3 not only at an initial temperature T 0 , but also at any temperatures other than T 0 .
  • the area S which is available to the second element 2 between the first element 1 and the third element 3 is
  • the area S of the second element 2 with a 2 can be calculated as follows:
  • Such radially sealed structures are particularly advantageous in flush-mount sensors for level measurement in pipelines, i. in sensors, which protrude to avoid the formation of turbulent flows only with a small length in the pipeline.
  • Thickness of insulation material 0.51 mm.

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Abstract

The invention relates to a device for determining at least one process variable of a medium, or for transporting current, having a coaxial design at least in sections, which consists of at least three elements (1, 2, 3), wherein the second element (2) surrounds the first element (1) coaxially and wherein the third element (3) surrounds the second element (2) coaxially. The invention is characterised in that the first element (1) is made of a first material (M1) having a first thermal expansion coefficient (α1), the second element (2) is made of a second material (M2) having a second thermal expansion coefficient (α2), and the third element (3) is made of a third material (M3) having a third thermal expansion coefficient (α3), wherein the materials (M1, M2, M3) are selected such that the third thermal expansion coefficient (α3) is greater than the first (α1), and the second thermal expansion coefficient (α2) is greater than the third (α3).

Description

Vorrichtung mit koaxialem Aufbau  Device with coaxial construction
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums oder zum Transport von Strom, mit einem zumindest abschnittsweise koaxialen Aufbau, welcher aus mindestens drei Elementen besteht, wobei das zweite Element das erste Element koaxial umgibt und wobei das dritte Element das zweite Element koaxial umgibt. Die Vorrichtung ist beispielsweise ein kapazitives oder konduktives Füllstandsmessgerät, insbesondere mit einem frontbündigen Sensor. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit koaxialer Symmetrie. The present invention relates to a device for determining at least one process variable of a medium or for the transport of electricity, having an at least partially coaxial structure, which consists of at least three elements, wherein the second element coaxially surrounds the first element and wherein the third element, the second element Coaxially surrounds. The device is, for example, a capacitive or conductive fill level measuring device, in particular with a flush-mounted sensor. Furthermore, the invention relates to a method for producing a device with coaxial symmetry.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige Vorrichtungen bekannt, welche einen koaxialen Aufbau aufweisen. Neben Koaxialkabeln sind dies beispielsweise Vorrichtungen zur Bestimmung von Prozessgrößen eines Mediums in Behältern oder Rohrleitungen. Insbesondere kommen in der Füllstandsmessung häufig kapazitive oder konduktive Sonden mit koaxial angeordneten Elektroden zum Einsatz. Bei einer konduktiven Sonde wird ausgenutzt, dass bei einem elektrisch leitfähigen Medium zwischen einer Masseelektrode und einer mit einer Wechselspannung Various devices are known from the prior art, which have a coaxial construction. In addition to coaxial cables, these are, for example, devices for determining process variables of a medium in containers or pipelines. In particular, capacitive or conductive probes with coaxially arranged electrodes are frequently used in level measurement. In a conductive probe is exploited that in an electrically conductive medium between a ground electrode and one with an AC voltage
beaufschlagten Sensorelektrode eine elektrische Verbindung entsteht, sobald beide Elektroden das Medium berühren, woraus auf das Erreichen eines vorbestimmten Füllstands geschlossen wird. Bei einer kapazitiven Sonde bilden die Sensorelektrode und die Behälterwand oder eine zweite Elektrode einen Kondensator, dessen acted upon sensor electrode, an electrical connection is formed as soon as both electrodes touch the medium, from which it is concluded that a predetermined level has been reached. In a capacitive probe, the sensor electrode and the container wall or a second electrode form a capacitor whose
Kapazität von dem Füllstand des dazwischen befindlichen Mediums abhängt. Um derartige Sonden auch in Ansatzbildenden Medien verwenden zu können ist es bekannt, die Sensorelektrode mit einer Guardelektrode zu umgeben, welche auf demselben elektrischen Potential wie die Sensorelektrode liegt und von dieser durch eine Isolationsschicht getrennt ist. Ist außerdem eine Masseelektrode für die Sonde vorgesehen, umschließt die Masseelektrode in der Regel den Aufbau aus Capacity depends on the level of the intermediate medium. In order to be able to use such probes also in batch-forming media, it is known to surround the sensor electrode with a guard electrode which lies at the same electrical potential as the sensor electrode and is separated therefrom by an insulating layer. In addition, when a ground electrode is provided for the probe, the ground electrode usually encloses the structure
Sensorelektrode und Guardelektrode konzentrisch, sodass ein koaxialer Aufbau aus drei Elektroden und mindestens zwei Isolationsschichten entsteht. Ein derartiger Sensoraufbau ist beispielsweise in der DE 3212434 C3 oder der DE 102007049526 A1 beschrieben. Ein Problem, welches bei konzentrisch angeordneten Schichten aus Sensor electrode and guard electrode concentric, so that a coaxial structure of three electrodes and at least two insulation layers is formed. Such a sensor structure is described for example in DE 3212434 C3 or DE 102007049526 A1. A problem with concentrically arranged layers
unterschiedlichen Materialien auftritt ist, dass sich über einen großen different materials occurs is that spread over a large
Temperaturbereich undichte Stellen und Spalte in den Grenzbereichen ausbilden, insbesondere an Grenzflächen zwischen Metallen und Kunststoffen. Bei einer Änderung der Temperatur dehnen sich die verschiedenen Materialien unterschiedlich stark aus, bzw. ziehen sie sich unterschiedlich stark zusammen, sodass in den Grenzbereichen Spalte entstehen können. In diese Spalte kann Flüssigkeit eindringen, was bei Sonden zur fehlerhaften Funktion oder gar zum Ausfall des Messgerätes führen kann. Des Weiteren können sich in den Spalten Bakterien und Pilze ansetzen. Insbesondere in der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie, wo strenge hygienische Richtlinien einzuhalten sind, ist dies problematisch. Temperature range form leaks and gaps in the boundary regions, in particular at interfaces between metals and plastics. When the temperature changes, the different materials expand to different degrees, or they contract to different degrees so that gaps can form in the boundary areas. In this column, liquid can penetrate, which can lead to probes to malfunction or even failure of the meter. Furthermore, bacteria and fungi can build up in the cracks. This is problematic, especially in the food or pharmaceutical industry, where stringent hygienic guidelines must be adhered to.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung mit koaxialem Aufbau sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen bereitzustellen, deren Komponenten in einem großen Temperaturbereich eine radial dichte Verbindung aufweisen. The invention is therefore based on the object to provide a device with a coaxial structure and a method for producing such, whose components have a radially sealed connection in a wide temperature range.
Die Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung dadurch gelöst, dass das erste Element aus einem ersten Material mit einem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt ist, dass das zweite Element aus einem zweiten Material mit einem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt ist, und dass das dritte Element aus einem dritten Material mit einem dritten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt ist, The object is achieved with respect to the device in that the first element is made of a first material having a first thermal expansion coefficient, that the second element is made of a second material having a second coefficient of thermal expansion, and that the third element of a third material made with a third coefficient of thermal expansion,
wobei die Materialien derart gewählt sind, dass der dritte thermische wherein the materials are chosen such that the third thermal
Ausdehnungskoeffizient größer ist als der erste und der zweite thermische Coefficient of expansion is greater than the first and the second thermal
Ausdehnungskoeffizient größer ist als der dritte. Es gilt also
Figure imgf000004_0001
, wobei
Figure imgf000004_0002
der thermische Ausdehnungskoeffizient des i-ten Elements ist.
Expansion coefficient is greater than the third. So it applies
Figure imgf000004_0001
, in which
Figure imgf000004_0002
is the thermal expansion coefficient of the ith element.
Koaxiale Aufbauten sind in der Regel so gefertigt, dass sie bei Raumtemperatur radial dicht sind. Bei der erfindungsgemäßen Lösung behält der Aufbau seine anfängliche Dichtheit bei. Hierdurch ist die Vorrichtung über einen großen Coaxial abutments are typically made to be radially dense at room temperature. In the solution according to the invention, the structure retains its initial tightness. As a result, the device has a large
Temperaturbereich einsetzbar. In einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sind die radialen Abmessungen des ersten Elements, des zweiten Elements und des dritten Elements derart gewählt, dass eine orthogonal zur Achse des koaxialen Aufbaus liegende Fläche, welche zwischen dem ersten Element und dem dritten Element Temperature range can be used. In a first embodiment of the solution according to the invention, the radial dimensions of the first element, of the second element and of the third element are chosen such that an area lying orthogonal to the axis of the coaxial structure which is between the first element and the third element
eingeschlossen ist, und die Fläche des zweiten Elements in der selben Ebene bei einer Änderung der Umgebungstemperatur die gleiche effektive thermische is included, and the area of the second element in the same plane at a change in ambient temperature the same effective thermal
Ausdehnung aufweisen. Dies gilt bevorzugt für alle Flächen, welche sich entlang der Achse des koaxialen Aufbaus erstrecken. Have expansion. This is preferably true for all surfaces which extend along the axis of the coaxial structure.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung erfüllt das Verhältnis des Innenradius (R2) des dritten Elements zu dem Außenradius (R1) des ersten Elements die folgende Gleichung:
Figure imgf000005_0001
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegen das dritte Element an dem zweiten Element, und das zweite Element an dem ersten Element in radialer
According to a particularly advantageous embodiment, the ratio of the inner radius (R2) of the third element to the outer radius (R1) of the first element satisfies the following equation:
Figure imgf000005_0001
In a further embodiment of the invention, the third element on the second element, and the second element on the first element in radial
Richtung dicht an. Mit anderen Worten handelt es sich um einen radial dichten Aufbau ohne Spalte oder Ritzen zwischen den einzelnen Elementen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst diese weiterhin ein viertes Element mit einem vierten thermischen Direction close. In other words, it is a radially dense structure without gaps or cracks between the individual elements. According to a further embodiment of the device according to the invention, this further comprises a fourth element with a fourth thermal
Ausdehnungskoeffizienten und ein fünftes Element mit einem fünften thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wobei das fünfte Element das vierte Element koaxial umschließt und wobei das vierte Element das dritte Element koaxial umschließt. Die Materialien des vierten Elements und des fünften Elements sind hierbei derart gewählt, dass die Gleichung
Figure imgf000005_0002
erfüllt ist, wobei
Figure imgf000005_0004
der thermische
Expansion coefficient and a fifth element having a fifth coefficient of thermal expansion, wherein the fifth element coaxially surrounds the fourth element and wherein the fourth element coaxially surrounds the third element. The materials of the fourth element and the fifth element are in this case chosen such that the equation
Figure imgf000005_0002
is satisfied, where
Figure imgf000005_0004
the thermal
Ausdehnungskoeffizient des i-ten Elements ist. Expansion coefficient of the ith element is.
Es versteht sich von selbst, dass die für die thermischen Ausdehnungskoeffizienten der inneren drei Elemente aufgestellte Relation
Figure imgf000005_0003
gleichermaßen erfüllt ist, damit eine radial dichte Verbindung zwischen allen fünf Elementen vorliegt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das zweite Material und/oder das vierte Material ein Kunststoff. Beispielsweise handelt es sich hierbei um PEEK
It goes without saying that the relation established for the thermal expansion coefficients of the inner three elements
Figure imgf000005_0003
is equally satisfied, so that there is a radially tight connection between all five elements. According to one embodiment, the second material and / or the fourth material is a plastic. For example, this is PEEK
(Polyetherketon), PEI (Polyetherimid), PI (Polyimid), PTFE (Polytetrafluorethylen) oder um ein Epoxydharz. (Polyether ketone), PEI (polyetherimide), PI (polyimide), PTFE (polytetrafluoroethylene) or an epoxy resin.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das erste Material und/oder das dritte Material und/oder das fünfte Material eine Stahlsorte oder eine Metalllegierung. Beispielsweise handelt es sich bei den Materialien um eine Kombination von In another embodiment, the first material and / or the third material and / or the fifth material is a steel grade or a metal alloy. For example, the materials are a combination of
Materialien ausgewählt aus der Gruppe gebildet aus Invar (Eisen-Nickel-Legierung mit 36% Ni), Kovar, Titan, Tantal, Aluminiumlegierungen, Monel, rostfreiem Stahl (Edelstahl) und rostendem Stahl. Bevorzugt ist das äußere Element aus Edelstahl gefertigt. Invar und Kovar weisen relativ geringe thermische Materials selected from the group formed by Invar (iron-nickel alloy with 36% Ni), Kovar, titanium, tantalum, aluminum alloys, Monel, stainless steel (stainless steel) and stainless steel. Preferably, the outer element is made of stainless steel. Invar and Kovar have relatively low thermal
Ausdehnungskoeffizienten zwischen circa 0 und 5 ppm/K auf. In einer alternativen Ausgestaltung ist das erste Material eine Nickel-Chrom- Molybdän-Legierung oder eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung und dass das dritte Material Edelstahl. Expansion coefficients between about 0 and 5 ppm / K on. In an alternative embodiment, the first material is a nickel-chromium-molybdenum alloy or an iron-nickel-cobalt alloy, and the third material is stainless steel.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das dritte Material eine Nickel-Chrom-Molybdän- Legierung oder eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung und dass das fünfte Material Edelstahl. In a further embodiment, the third material is a nickel-chromium-molybdenum alloy or an iron-nickel-cobalt alloy and that the fifth material is stainless steel.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das erste Material und/oder das dritte Material und/oder das fünfte Material ein Glas, eine Keramik, Metallkeramik oder eine Glaskeramik. According to a further embodiment, the first material and / or the third material and / or the fifth material is a glass, a ceramic, a metal ceramic or a glass ceramic.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind das erste Element und das dritte Element Elektroden und das zweite Element stellt eine Isolierung dar.  According to an embodiment, the first element and the third element are electrodes and the second element represents an insulation.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Vorrichtung um eine kapazitive oder konduktive Sonde oder um eine Mikrowellensonde. According to one embodiment, the device is a capacitive or conductive probe or a microwave probe.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Vorrichtung um ein Koaxialkabel zum Transport von Strom. Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein erstes Element aus einem ersten Material mit einem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt wird, dass ein zweites Element aus einem zweiten Material mit einem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt wird, welches das erste Element koaxial umgibt, dass ein drittes Element aus einem dritten Material mit einem dritten thermischen Ausdehnungskoeffizienten gefertigt wird, welches das zweite Element koaxial umgibt, und dass die Materialien derart gewählt werden, dass der dritte thermische Ausdehnungskoeffizient größer ist als der erste, und der zweite thermische Ausdehnungskoeffizient größer ist als der dritte. Bevorzugt sind die Elemente radialsymmetrisch ausgestaltet. Es versteht sich von selbst, dass das Verfahren auch für Aufbauten, welche aus mehr als drei Elementen bestehen, anwendbar ist. In an alternative embodiment, the device is a coaxial cable for carrying power. With regard to the method, the object is achieved in that a first element is made of a first material having a first coefficient of thermal expansion, that a second element made of a second material having a second coefficient of thermal expansion, which surrounds the first element coaxially, that third element is made of a third material having a third coefficient of thermal expansion, which coaxially surrounds the second element, and that the materials are selected such that the third thermal expansion coefficient is greater than the first, and the second thermal expansion coefficient is greater than the third , Preferably, the elements are configured radially symmetrical. It goes without saying that the method is also applicable to structures which consist of more than three elements.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die radialen Abmessungen des ersten Elements, des zweiten Elements und des dritten Elements derart gewählt, dass sich eine orthogonal zur Achse des koaxialen Aufbaus verlaufende Fläche, welche zwischen dem ersten Element und dem dritten Element eingeschlossen wird, und die Fläche des zweiten Elements in der selben Ebene bei einer Änderung der Umgebungstemperatur mit gleicher effektiver thermischen Ausdehnung ausdehnen. In a preferred embodiment of the method according to the invention, the radial dimensions of the first element, the second element and the third element are chosen such that an orthogonal to the axis of the coaxial structure extending surface which is enclosed between the first element and the third element, and extend the area of the second element in the same plane with a change in ambient temperature with equal effective thermal expansion.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to the following figure.
Fig. 1 zeigt einen koaxialen Aufbau aus drei Elementen. In Fig. 1 ist ein koaxialer Aufbau gebildet aus drei radialsymmetrischen Elementen dargestellt, welcher beispielsweise in einer kapazitiven Sonde eines Fig. 1 shows a coaxial construction of three elements. In Fig. 1, a coaxial structure is formed formed from three radially symmetric elements, which, for example, in a capacitive probe of a
Füllstandsmessgerätes zu finden ist. Bevorzugt handelt es sich um den axialen Aufbau eines frontbündigen Sensors. Das erste Element 1 besteht aus einem ersten Material M1 mit einem ersten Ausdehnungskoeffizienten
Figure imgf000007_0001
und hat die Gestalt eines Vollzylinders mit dem Radius Ri . Das zweite Element 2 ist ein Hohlzylinder mit Außenradius R2 und Innenradius R1, umschließt das erste Element 1 koaxial und besteht aus einem zweiten Material M2 mit einem zweiten Ausdehnungskoeffizienten welcher von verschieden ist. Die Grenzflächen zwischen dem ersten Element 1
Figure imgf000007_0002
und dem zweiten Element 2 liegen hierbei dicht aneinander an. Gleichermaßen umschließt das dritte Element 3 aus einem dritten Material M3 mit einem dritten Ausdehnungskoeffizienten c(3 das zweite Element 2 radial und erstreckt sich von dem Radius R2 bis zu einem Radius R3. Das dritte Element 3 schließt ebenfalls bündig an das zweite Element 2 an. Die drei Elemente sind sozusagen formschlüssig ausgestaltet.
Level gauge is to be found. Preferably, it is the axial structure of a flush-mounted sensor. The first element 1 consists of a first material M1 having a first coefficient of expansion
Figure imgf000007_0001
and has the shape of a solid cylinder with the radius Ri. The second element 2 is a hollow cylinder with outer radius R2 and inner radius R1, coaxially surrounds the first element 1 and consists of a second material M2 having a second coefficient of expansion which is different. The interfaces between the first element 1
Figure imgf000007_0002
and the second element 2 are close to each other. Likewise, the third member 3 of a third material M3 having a third expansion coefficient c (3 radially surrounds the second member 2 and extends from the radius R2 to a radius R3 The third member 3 is also flush with the second member 2. The three elements are designed so to speak form-fitting.
Der Ausdehnungskoeffizient α eines Werkstoffes gibt an, wie stark sich ein aus dem entsprechenden Werkstoff bestehender Körper bei einer Temperaturänderung ausdehnt. Beispielsweise gilt für Edelstahl 1 .4435: α = 17 · 10-6 1/°C bzw. 17 ppm/K. Die Länge L eines Elements nach einer Erwärmung um ΔΤ = T- T0 ist gegeben durch
Figure imgf000008_0001
The expansion coefficient α of a material indicates how much a body consisting of the corresponding material expands when the temperature changes. For example, for stainless steel 1 .4435: α = 17 · 10 -6 1 / ° C or 17 ppm / K. The length L of an element after heating by ΔΤ = T-T 0 is given by
Figure imgf000008_0001
wobei L0 die anfängliche Länge des Elementes bei einer Initialtemperatur T0 bezeichnet. Die Materialien der Elemente sind nun derart aufeinander abgestimmt, dass deren Ausdehnungskoeffizienten folgende Ungleichung erfüllen:
Figure imgf000008_0002
Beispielsweise sind M1 und M3 Metalle und M2 ist ein Kunststoff, beispielsweise PEEK, PEI oder Epoxydharz. Besonders bevorzugt besteht das dritte Element 3 aus Edelstahl. Das Material M1 des ersten Elements 1 kann ein Glas oder eine
wherein L 0 denotes the initial length of the element at an initial temperature T 0th The materials of the elements are now matched to one another such that their coefficients of expansion satisfy the following inequality:
Figure imgf000008_0002
For example, M1 and M3 are metals and M2 is a plastic, for example PEEK, PEI or epoxy resin. Particularly preferably, the third element 3 is made of stainless steel. The material M1 of the first element 1 may be a glass or a glass
Glaskeramik sein, oder ein Metall oder eine Metalllegierung mit einem geringen Ausdehnungskoeffizienten, wie beispielsweise Invar oder Kovar. Be glass-ceramic, or a metal or a metal alloy with a low expansion coefficient, such as Invar or Kovar.
Unabhängig von den radialen Abmessungen der drei Elemente 1 , 2, 3 weist ein Aufbau aus derartigen Materialien gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Aufbauten eine verbesserte radiale Dichtheit auch bei Temperaturen ungleich der Initialtemperatur T0 auf. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfüllen die radialen Abmessungen des ersten Elements 1 , zweiten Elements 2 und dritten Elements darüber hinaus die Gleichung
Figure imgf000009_0002
Regardless of the radial dimensions of the three elements 1, 2, 3, a structure of such materials over the known from the prior art constructions improved radial tightness even at temperatures not equal to the initial temperature to T 0 . Moreover, in this preferred embodiment, the radial dimensions of the first element 1, second element 2, and third element satisfy the equation
Figure imgf000009_0002
wobei Ri der Außenradius des ersten Elements 1 und gleichzeitig der Innenradius des zweiten Elements 2 ist, und wobei R2 der Außenradius des zweiten Elements 2 und der Innenradius des dritten Elements 3 ist. wherein Ri is the outer radius of the first element 1 and simultaneously the inner radius of the second element 2, and wherein R2 is the outer radius of the second element 2 and the inner radius of the third element 3.
Sind die beiden Radien R1 und R2 so gewählt, dass sie dieser Formel genügen, ist gewährleistet, dass die Fläche, welche durch das erste Element 1 und das dritte Element 3 in einer Ebene begrenzt wird, die gleiche effektive thermische If the two radii R1 and R2 are chosen to satisfy this formula, it is ensured that the area bounded by the first element 1 and the third element 3 in a plane has the same effective thermal
Ausdehnung aufweist wie das zweite Element 2 in dieser Ebene. Hierdurch füllt das zweite Element 2 die zwischen dem ersten Element 1 und dem dritten Element 3 liegende Fläche nicht nur bei einer Initialtemperatur T0 aus, sondern auch bei beliebigen von T0 verschiedenen Temperaturen. Somit findet bei einer Has expansion as the second element 2 in this plane. As a result, the second element 2 fills the area lying between the first element 1 and the third element 3 not only at an initial temperature T 0 , but also at any temperatures other than T 0 . Thus, one finds
Temperaturänderung keine Spaltbildung mehr statt und die Sonde bleibt radial dicht. Temperature change no more gap formation takes place and the probe remains radially tight.
Mathematisch folgen die oben genannten Bedingungen aus folgenden Überlegungen: Angenommen, das Material M2 verhält sich deutlich elastischer als die Materialien M1 und M3, so gilt für die Radien R1 und R2:
Figure imgf000009_0003
Mathematically, follow the above conditions for the following reasons: For example, suppose the material M2 behaves significantly more elastic than the materials M1 and M3, then for the radii R 1 and R 2:
Figure imgf000009_0003
Die Fläche S, welche dem zweiten Element 2 zwischen dem ersten Element 1 und dem dritten Element 3 zur Verfügung steht, beträgt
Figure imgf000009_0001
The area S which is available to the second element 2 between the first element 1 and the third element 3 is
Figure imgf000009_0001
Der thermische Ausdehnungskoeffizient ß der Fläche S zwischen dem ersten The thermal expansion coefficient β of the area S between the first
Element 1 und dem dritten Element 3 berechnet sich zu  Element 1 and the third element 3 are calculated to
Figure imgf000009_0004
Da a «1 , gilt näherungsweise und
Figure imgf000009_0004
Since a «1, approximately and
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0003
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0003
Andererseits kann die Fläche S des zweiten Elements 2 mit a2 folgendermaßen berechnet werden: On the other hand, the area S of the second element 2 with a 2 can be calculated as follows:
Figure imgf000010_0004
Figure imgf000010_0004
Der Ausdehnungskoeffizient ß' der Fläche S des zweiten Elements 2 ergibt sich zu
Figure imgf000010_0005
The expansion coefficient β 'of the surface S of the second element 2 is given by
Figure imgf000010_0005
Damit bei einer Temperaturänderung ΔΤ keine Lücke zwischen Material 1 und Material 2 bzw. Material 2 und Material 3 entsteht, müssen sich die zwischen dem ersten Element 1 und dem dritten Element 3 eingeschlossene Fläche und die Fläche des zweiten Elements 2 gleichermaßen ausdehnen, d.h. es muss gelten: In order to avoid a gap between material 1 and material 2 or material 2 and material 3 in the event of a temperature change ΔΤ, the area enclosed between the first element 1 and the third element 3 and the surface of the second element 2 must equally expand, i. it must apply:
Figure imgf000010_0006
Hieraus folgt die Gleichung
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0006
From this follows the equation
Figure imgf000010_0001
Neben der Relation des Radius Ri des ersten Elements 1 zum Außenradius des zweiten Elements 2 bzw. zum Innenradius des dritten Elements 3, R2, folgen hieraus Bedingungen für die Ausdehnungskoeffizienten der drei Elemente. In addition to the relation of the radius Ri of the first element 1 to the outer radius of the second element 2 and to the inner radius of the third element 3, R 2 , conditions for the coefficients of expansion of the three elements follow from this.
Da davon auszugehen ist, dass der Ausdehnungskoeffizient 02 des zweiten Materials M2 am größten ist, gilt in der RegelSince it can be assumed that the coefficient of expansion O 2 of the second material M2 is the greatest, as a rule
Figure imgf000010_0007
Da Ri < R2 folgt weiterhin a2 -al > a2 - a3 oder a3 > ax . Mit anderen Worten sind die
Figure imgf000010_0007
Since Ri <R2 continues to follow a 2 -a l> a 2 - a 3 or a 3> a x. In other words, those are
Materialien so zu wählen, dass der Ausdehnungskoeffizient as des Mantelmaterials M3 größer ist als der Ausdehnungskoeffizient ai des Kernmaterials M1 . Select materials so that the expansion coefficient of the jacket material M3 is greater than the coefficient of expansion ai of the core material M1.
Ist also für einen koaxialen Aufbau aus drei Materialien die Relation a2 > 03 > ai erfüllt, weist er gegenüber einem Aufbau aus herkömmlich gewählten Materialien eine dichtere Verbindung zwischen den drei Materialien auf. Thus, if the relation a 2 >03> ai is satisfied for a coaxial construction of three materials, it has a denser connection between the three materials compared to a structure of conventionally selected materials.
Für komplexere Strukturen aus vier und fünf Elementen können analoge For more complex structures of four and five elements, analogous
Überlegungen angestellt werden. Beispielsweise ergibt sich für einen koaxialen Aufbau aus fünf Elementen, wobei das vierte Element das dritte und das fünfte Element das vierte radial umschließen, die Relation α4 > a5 > 03. Considerations are made. For example, for a coaxial structure of five elements, wherein the fourth element encloses the third and the fifth element, the fourth radially, the relation α 4 > a 5 > 03.
Derartige radial dichte Aufbauten sind besonders vorteilhaft bei frontbündigen Sensoren zur Füllstandsmessung in Rohrleitungen, d.h. bei Sensoren, welche zur Vermeidung der Ausbildung von turbulenten Strömungen nur mit einer geringen Länge in die Rohrleitung hineinragen. Such radially sealed structures are particularly advantageous in flush-mount sensors for level measurement in pipelines, i. in sensors, which protrude to avoid the formation of turbulent flows only with a small length in the pipeline.
Ein Beispiel für eine radial dichte Sonde aus drei konzentrisch angeordneten Elementen ist durch folgende Merkmale gegeben: An example of a radially dense probe of three concentrically arranged elements is given by the following features:
M1 : Hastelloy C4 mit Oi = 11 10 6 1/°C M1: Hastelloy C4 with Oi = 11 10 6 1 / ° C
M2: Kunststoff mit a2 = 45 - 10 6 1/°C M2: plastic with a 2 = 45 - 10 6 1 / ° C
M3: Edelstahl 1 .4435 mit a3 = 17 - KT6 1/°C M3: Stainless steel 1 .4435 with a 3 = 17 - KT 6 1 / ° C
Radius des zylindrischen Hastelloykerns: R1 = 5,0 mm Radius of the cylindrical Hastelloy core: R1 = 5.0 mm
Innenradius des Edelstahlmantels: R2 = 5,51 mm Inner radius of the stainless steel sheath: R2 = 5.51 mm
Dicke des Isolationsmaterials: 0,51 mm. Bezugszeichenliste Thickness of insulation material: 0.51 mm. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Erstes Element 1 first element
2 Zweites Element  2 second element
3 Drittes Element  3 Third element
4 Viertes Element  4 fourth element
5 Fünftes Element  5 fifth element
M1 erstes Material  M1 first material
M2 zweites Material  M2 second material
M3 drittes Material  M3 third material
M4 viertes Material  M4 fourth material
M5 fünftes Material  M5 fifth material
αι erster thermischer Ausdehnungskoeffizient α2 zweiter thermischer Ausdehnungskoeffizient α3 dritter thermischer Ausdehnungskoeffizient α4 vierter thermischer Ausdehnungskoeffizient α5 fünfter thermischer Ausdehnungskoeffizient αι first thermal expansion coefficient α 2 second thermal expansion coefficient α 3 third thermal expansion coefficient α 4 fourth thermal expansion coefficient α 5 fifth thermal expansion coefficient

Claims

Patentansprüche claims
1 . Vorrichtung zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße eines Mediums oder zum Transport von Strom, mit einem zumindest abschnittsweise koaxialen Aufbau, welcher aus mindestens drei Elementen (1 , 2, 3) besteht, wobei das zweite Element (2) das erste Element (1 ) koaxial umgibt und wobei das dritte Element (3) das zweite Element (2) koaxial umgibt, 1 . Device for determining at least one process variable of a medium or for the transport of electricity, having an at least partially coaxial construction, which consists of at least three elements (1, 2, 3), wherein the second element (2) coaxially surrounds the first element (1) and wherein the third element (3) coaxially surrounds the second element (2),
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das erste Element (1 ) aus einem ersten Material (M1 ) mit einem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten (ai) gefertigt ist,  the first element (1) is made of a first material (M1) having a first thermal expansion coefficient (ai),
dass das zweite Element (2) aus einem zweiten Material (M2) mit einem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten (02) gefertigt ist, the second element (2) is made of a second material (M2) having a second coefficient of thermal expansion (0 2 ),
und dass das dritte Element (3) aus einem dritten Material (M3) mit einem dritten thermischen Ausdehnungskoeffizienten (03) gefertigt ist, and that the third element (3) is made of a third material (M3) having a third thermal expansion coefficient (0 3 ),
wobei die Materialien (M1 , M2, M3) derart gewählt sind, dass der dritte thermische Ausdehnungskoeffizient (03) größer ist als der erste (ai), und der zweite thermische Ausdehnungskoeffizient (02) größer ist als der dritte (03). wherein the materials (M1, M2, M3) are selected such that the third thermal expansion coefficient (0 3 ) is greater than the first (ai), and the second thermal expansion coefficient (0 2 ) is greater than the third (03).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2. Apparatus according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die radialen Abmessungen des ersten Elements (1 ), des zweiten  that the radial dimensions of the first element (1), the second
Elements (2) und des dritten Elements (3) derart gewählt sind, dass eine orthogonal zur Achse des koaxialen Aufbaus liegende Fläche, welche zwischen dem ersten Element (1 ) und dem dritten Element (3) eingeschlossen ist, und die Fläche des zweiten Elements (2) in der selben Ebene bei einer Änderung der Umgebungstemperatur die gleiche effektive thermische  Elements (2) and the third element (3) are chosen such that a surface orthogonal to the axis of the coaxial structure, which is enclosed between the first element (1) and the third element (3), and the surface of the second element (2) in the same plane with a change in ambient temperature the same effective thermal
Ausdehnung aufweisen.  Have expansion.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3. Apparatus according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das Verhältnis des Innenradius (R2) des dritten Elements (3) zu dem Außenradius (R1) des ersten Elements (1 ) die folgende Gleichung erfüllt: the ratio of the inner radius (R 2 ) of the third element (3) to the outer radius (R 1 ) of the first element (1) satisfies the following equation:
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0001
4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, 4. Device according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das dritte Element (3) an dem zweiten Element (2) in radialer Richtung dicht anliegt, und dass das zweite Element (2) an dem ersten Element (1 ) in radialer Richtung dicht anliegt.  the third element (3) bears tightly against the second element (2) in the radial direction, and that the second element (2) bears tightly against the first element (1) in the radial direction.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, 5. Device according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Vorrichtung ein viertes Element (4) mit einem vierten thermischen Ausdehnungskoeffizienten (a4) und ein fünftes Element (5) mit einem fünften thermischen Ausdehnungskoeffizienten (a5) umfasst, wobei das fünfte in that the device comprises a fourth element (4) with a fourth coefficient of thermal expansion (a 4 ) and a fifth element (5) with a fifth coefficient of thermal expansion (a 5 ), the fifth
Element (5) das vierte Element (4) koaxial umschließt und wobei das vierte Element (4) das dritte Element (3) koaxial umschließt,  Element (5) encloses the fourth element (4) coaxially and wherein the fourth element (4) surrounds the third element (3) coaxially,
und dass die Materialien (M4, M5) des vierten Elementes (4) und des fünften Elementes (5) derart gewählt sind, dass die Gleichung erfüllt ist. and that the materials (M4, M5) of the fourth element (4) and the fifth element (5) are chosen such that the equation is satisfied.
Figure imgf000014_0002
Figure imgf000014_0002
6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, 6. Device according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das zweite Material (M2) und/oder das vierte Material (M4) ein Kunststoff ist.  the second material (M2) and / or the fourth material (M4) is a plastic.
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 -6, 7. Device according to at least one of claims 1 -6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das erste Material (M1 ) und/oder das dritte Material (M3) und/oder das fünfte Material (M5) eine Stahlsorte oder einer Metalllegierung ist.  the first material (M1) and / or the third material (M3) and / or the fifth material (M5) is a steel grade or a metal alloy.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 -7, 8. Device according to at least one of claims 1 -7,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material (M1 ) eine Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung oder eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung ist und dass das dritte Material (M3) Edelstahl ist. characterized, the first material (M1) is a nickel-chromium-molybdenum alloy or an iron-nickel-cobalt alloy and that the third material (M3) is stainless steel.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, 9. Apparatus according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das dritte Material (M3) eine Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung oder eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung ist und dass das fünfte Material (M5) Edelstahl ist.  that the third material (M3) is a nickel-chromium-molybdenum alloy or an iron-nickel-cobalt alloy and that the fifth material (M5) is stainless steel.
10.Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, 10.Vorrichtung according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das erste Material (M1 ) und/oder das dritte Material (M3) und/oder das fünfte Material (M5) ein Glas, eine Keramik oder eine Glaskeramik ist.  the first material (M1) and / or the third material (M3) and / or the fifth material (M5) is a glass, a ceramic or a glass ceramic.
1 1 .Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, 1 1 .Vorrichtung according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass das erste Element (1 ) und das dritte Element (3) Elektroden sind und dass das zweite Element (2) eine Isolierung darstellt.  in that the first element (1) and the third element (3) are electrodes and that the second element (2) is an insulation.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, 12. Device according to at least one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass es sich bei der Vorrichtung um eine kapazitive oder konduktive Sonde oder um eine Mikrowellensonde handelt.  that the device is a capacitive or conductive probe or a microwave probe.
13. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit koaxialer Symmetrie, 13. Method for producing a device with coaxial symmetry,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass ein erstes Element (1 ) aus einem ersten Material (M1 ) mit einem ersten thermischen Ausdehnungskoeffizienten (ai) gefertigt wird,  a first element (1) is produced from a first material (M1) having a first coefficient of thermal expansion (ai),
dass ein zweites Element (2) aus einem zweiten Material (M2) mit einem zweiten thermischen Ausdehnungskoeffizienten (02) gefertigt wird, welches das erste Element (1 ) koaxial umgibt, dass ein drittes Element (3) aus einem dritten Material (M3) mit einem dritten thermischen Ausdehnungskoeffizienten (03) gefertigt wird, welches das zweite Element (2) koaxial umgibt, a second element (2) is made of a second material (M2) having a second coefficient of thermal expansion (0 2 ) coaxially surrounding the first element (1), a third element (3) is produced from a third material (M3) having a third coefficient of thermal expansion (03) which coaxially surrounds the second element (2),
und dass die Materialien (M1 , M2, M3) derart gewählt werden, dass der dritte thermische Ausdehnungskoeffizient (03) größer ist als der erste (αι), und der zweite thermische Ausdehnungskoeffizient (02) größer ist als der dritte (03).  and that the materials (M1, M2, M3) are selected such that the third thermal expansion coefficient (03) is greater than the first (αι), and the second thermal expansion coefficient (02) is greater than the third (03).
14. Verfahren nach Anspruch 13, 14. The method according to claim 13,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die radialen Abmessungen des ersten Elements (1 ), des zweiten  that the radial dimensions of the first element (1), the second
Elements (2) und des dritten Elements (3) derart gewählt werden, dass sich eine orthogonal zur Achse des koaxialen Aufbaus verlaufende Fläche, welche zwischen dem ersten Element (1 ) und dem dritten Element (3) eingeschlossen wird, und die Fläche des zweiten Elements (2) in der selben Ebene bei einer Änderung der Umgebungstemperatur mit gleicher effektiver thermischen Ausdehnung ausdehnen.  Element (2) and the third element (3) are chosen so that an orthogonal to the axis of the coaxial structure extending surface which is enclosed between the first element (1) and the third element (3) and the surface of the second Expand elements (2) in the same plane with a change in ambient temperature with the same effective thermal expansion.
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