DE19707468C2

DE19707468C2 - Anordnung mit einem Schutzrohr zur Messung mindestens einer Temperatur, wobei im Schutzrohr ein oder mehrere parallele, längliche Temperaturfühler angeordnet sind

Info

Publication number: DE19707468C2
Application number: DE1997107468
Authority: DE
Inventors: Jacques Rebetez
Original assignee: Etheco Europ Thermostat Compan
Current assignee: Etheco Europ Thermostat Compan
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1997-02-25
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: DE19707468A1; DE29606702U1; CH690381A5

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung mit einem Schutzrohr zur Messung mindestens einer Temperatur, bei der im Schutzrohr ein oder mehrere parallele, längliche Temperaturfühler angeordnet sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Anordnung wird z. B. in Heizungs- und/oder Klimaanlagen zur Messung verschiedener Temperaturen verwendet. Ein erster und zweiter länglicher Temperaturfühler liefern dabei vorzugsweise je einen Temperatur-Istwert für einen elektronischen oder mechanischen Temperatur- Regelkreis. Dabei wird der letztere z. B. wirksam, wenn der erstere wegen eines Defektes ausfällt. Ein dritter länglicher Temperaturfühler ist z. B. ein Teil eines Temperaturbegrenzers, der bei einem Ausfall der beiden Temperatur-Regelkreise aus Sicherheitsgründen verhindert, dass die Anlage bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur weiterarbeitet. Die in diesem Beispiel drei längliche Temperaturfühler sind in einem relativ kurzen und für alle Temperaturfühler gemeinsamen Schutzrohr untergebracht, welches dem Medium, z. B. Wasser, ausgesetzt ist, dessen Temperatur mittels der Temperaturfühler erfasst werden soll.

Eine Anordnung der eingangs genannten Art ist bereits bekannt (EP 0 272 475 A2). Dabei sind drei zylinderförmige Temperaturfühler 1 zwischen einer gemeinsamen Ankopplungsfeder und dem Schutzrohr angeordnet.

Darüber hinaus ist es bekannt (DE-GM 19 55 665), den Temperaturfühler mittels einer geknickten Ankopplungsfeder an der Innenwand des Schutzrohres anzudrücken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem kurzen Schutzrohr und einem begrenzten Platz, unter Lösung der dann entstehenden Platz- und Montage-Problemen sowie unter Gewährleistung einer einfachen Montage und Demontage der Anordnung, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu verwirklichen, die folgende Vorteile besitzt:

- Gut, sicher und billig eine kleine thermische Zeitkonstante aufweist, so dass unter anderem die Vorschrift der Norm DIN 3440 erfüllt ist und mit der
- eine Vormontage in der Fertigung,
- eine Wiederverwendung eines Teils der Anordnung bei einem einfachen Austausch eines oder mehrerer Temperaturfühler sowie,
- in einem Servicefall, eine Austauschbarkeit mit den heute bereits bekannten und vorhandenen Anordnungen

ohne Einschränkung möglich ist.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt einer dritten bekannten Anordnung,

Fig. 2 einen Querschnitt einer ersten Variante einer Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 einen Querschnitt eines Viertels einer zweiten Variante der Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 4 einen Querschnitt einer dritten Variante der Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 einen Querschnitt einer vierten Variante der Anordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 6 einen Querschnitt einer fünften Variante der Anordnung gemäß der Erfindung und

Fig. 7 einen Querschnitt einer sechsten Variante der Anordnung gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist die in der Beschreibungseinleitung erwähnte bekannte Anordnung dargestellt. Mit der bekannten Anordnung eine kleine thermische Zeitkonstante zu erzielen ist relativ einfach, wenn sehr lange Temperaturfühler 1 mit kleinem Durchmesser in ein sehr langes Schutzrohr 3 untergebracht sind. Aus praktischen Gründen ist jedoch das Schutzrohr 3 in der Regel sehr kurz, z. B. annähernd 100 mm lang, und sein Durchmesser relativ klein, z. B. 20 mm, was einerseits ohne Gegenmaßnahmen schlechte thermische Zeitkonstanten und andererseits mit Gegenmaßnahmen Platz- und/oder Montage- Probleme ergibt. Aus diesen Gründen besitzt die Anordnung vorzugsweise einen der in den Fig. 2-7 dargestellten Aufbauten, in dem die Temperaturfühler 1 jeweils alle einen außen runden Querschnitt besitzen.

In allen sechs Varianten (Fig. 2 bis Fig. 7) sind in der mit einem Schutzrohr 3 versehenen Anordnung zur Messung mindestens einer Temperatur im Schutzrohr 3 ein oder mehrere parallele längliche Temperaturfühler 1 angeordnet, die mittels einer oder mehrerer länglicher Ankopplungsfedern 5 gegen eine Innenwand des Schutzrohrs 3 gedrückt sind. Dabei sind die Ankopplungsfedern 5 jeweils parallel zu Längsachsen der Temperaturfühler 1 gebogen und ihre eigenen Längsachsen jeweils parallel zu den Temperaturfühlern 1 angeordnet. Die Temperaturfühler 1 sind innerhalb eines oder mehrerer im Schutzrohr 3 vorhandener Ankopplungsbleche 2 angeordnet, die jeweils parallel zu den Längsachsen der Temperaturfühler 1 so gebogen sind, dass sie je einen profilförmigen Querschnitt aufweisen. Die Gesamtheit der Ankopplungsbleche 2 weist zur Innenwand des Schutzrohrs 3 hin mindestens soviele zu den Längsachsen der Temperaturfühler 1 parallele längliche Öffnungen auf, wie Temperaturfühler 1 im Schutzrohr 3 vorhanden sind. Durch die länglichen Öffnungen ist dabei jeweils ein Teil eines zugehörigen Temperaturfühlers 1 gegen die Innenwand des Schutzrohrs 3 gedrückt. Die gebogenen Ankopplungsbleche 2 weisen in den fünf ersten Varianten jeweils eine dem Schutzrohr 3 zugewandte, parallel zu dessen Innenwand verlaufende Seitenwand 2a (siehe Fig. 2 bis Fig. 5) bzw. 2 (siehe Fig. 6) auf.

In den drei ersten Varianten (siehe Fig. 2 bis Fig. 4) sind im Schutzrohr 3 pro Temperaturfühler 1 ein zum betreffenden Temperaturfühler 1 gehöriges Ankopplungsblech 2 und eine ebenfalls zugehörige Ankopplungsfeder 5 vorhanden. Der Querschnitt des gebogenen Ankopplungsblechs 2 besitzt dann vorzugsweise jeweils eine äußere Gestalt eines Kreissektors. Wenn vier Temperaturfühler 1 im Schutzrohr 3 vorhanden sind, besitzt der Querschnitt des gebogenen Ankopplungsblechs 2 jeweils die äußere Gestalt eines Viertelkreissektors (siehe Fig. 2 und Fig. 3). Wenn dagegen nur zwei Temperaturfühler 1 im Schutzrohr 3 vorhanden sind, besitzt der Querschnitt des gebogenen Ankopplungsblechs (2) jeweils die äußere Gestalt eines Halbkreissektors (siehe Fig. 4). Beim Vorhandensein von drei Temperaturfühlern im Schutzrohr 3, besitzt der Querschnitt des gebogenen Ankopplungsblechs 2 hingegen vorzugsweise jeweils die äussere Gestalt eines Drittelkreissektors. Bei der Anwesenheit mehrerer Temperaturfühler 1 im Schutzrohr 3, wovon ein Temperaturfühler 1 und, falls vorhanden, sein zugehöriges Ankopplungsblech 2 kürzer sind als die dann längeren Ankopplungsbleche 2 der anderen Temperaturfühler 1, besteht die Gefahr einer Verkantung der längeren Ankopplungsbleche 2, so dass diese nicht mehr gleichmässig gegen die Innenwand des Schutzrohrs 3 gedrückt werden, was einen schlechten Wärmeübergang und damit eine grosse thermische Zeitkonstante ergeben würde. Um dies zu vermeiden, weist vorzugsweise mindestens ein Teil der längeren Ankopplungsbleche 2, nämlich diejenigen die am kürzeren Temperaturfühler 1 bzw. kürzeren Ankopplungsblech 2 anreinen, auf nicht parallel zum Schutzrohr 3 verlaufenden Seitenwänden jeweils einen nach aussen hin gebogenen Lappen auf als Anschlag zur Begrenzung einer Längsgleitbewegung des kürzeren Temperaturfühlers 1 bzw. kürzeren Ankopplungsblechs 2 entlang und/oder parallel der Längsachse des Schutzrohrs 3. Dabei ist der Lappen jeweils so ausgebildet und angeordnet, dass, in der Endposition am Anschlag des kürzeren Temperaturfühlers 1 bzw. des kürzeren Ankopplungsblechs 2, dessen Längsmitte annähernd auf der Höhe der Längsmitten der anderen, längeren Ankopplungsbleche 2 liegt, so dass die letzteren, mehr oder weniger gleichmäßig, radial nach außen gegen die Innenwand des Schutzrohrs 3 gedrückt werden.

In der vierten Variante (siehe Fig. 5) sind vier Temperaturfühler 1 und zwei Ankopplungsbleche 2 im Schutzrohr 3 vorhanden, wobei der Querschnitt der gebogenen Ankopplungsbleche 2 jeweils die äussere Gestalt eines Halbkreissektors besitzt und in den Ankopplungsblechen 2 jeweils zwei zugehörige Temperaturfühler 1 und eine zugehörige Ankopplungsfeder 5 angeordnet sind. Wenn ein Temperaturfühler 1 kürzer ist als das dann längere, zugehörige Ankopplungsblech 2, welches z. B. gleich lang ist wie der zweite in ihm enthaltene Temperaturfühler 1, dann weist vorzugsweise dieses Ankopplungsblech 2 auf seiner Innenwand einen nach innen hin gebogenen Lappen auf als Anschlag zur Begrenzung einer Längsgleitbewegung des kürzeren Temperaturfühlers 1. Der Lappen ist jeweils so ausgebildet und angeordnet, dass, in der Endposition am Anschlag des kürzeren Temperaturfühlers 1, dessen Längsmitte annähernd auf der Höhe der Längsmitte des längeren, zugehörigen Ankopplungsblechs 2 liegt. Wenn dagegen eines der beiden Ankopplungsbleche 2 kürzer ist als das andere, weist vorzugsweise das letztere auf eine nicht parallel zum Schutzrohr 3 verlaufende Seitenwand einen nach aussen hin gebogenen Lappen auf als Anschlag zur Begrenzung einer Längsgleitbewegung des kürzeren Ankopplungsblechs 2. Der Lappen ist so ausgebildet und angeordnet, dass, in der Endposition am Anschlag des kürzeren Ankopplungsblechs 2, dessen Längsmitte annähernd auf der Höhe der Längsmitte des anderen, längeren Ankopplungsblechs 2 liegt.

Das Ankopplungsblech 2 und die zugehörige Ankopplungsfeder 5 sind jeweils entweder getrennte Bauteile (siehe Fig. 2, Fig. 4 bis Fig. 7) oder sie bestehen beide zusammen jeweils aus einem einzigen, mittels eines federnden Materials hergestellten Biegeteil (siehe Fig. 3). Die Ankopplungsfeder 5 besteht im letzteren Fall jeweils vorzugsweise aus Lappen 5a und 5b des zugehörigen Ankopplungsblechs 2, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie wie eine Feder auf jeden zugehörigen Temperaturfühler 1 wirksam sind, so dass der letztere durch die zugehörige längliche Öffnung des betreffenden Ankopplungsblechs 2 gegen die Innenwand des Schutzrohrs 3 gedrückt ist. Radiale Seitenwände des Ankopplungsblechs 2 besitzen dann vorzugsweise ebenfalls jeweils die Gestalt von Lappen 2b und 2c zwecks Erzeugung innerhalb des Schutzrohrs 3 einer Vorspannung des Ankopplungsblechs 2.

In der fünften und sechsten Variante (siehe Fig. 6 und Fig. 7) sind im Schutzrohr 3 für die Temperaturfühler 1 ein einziges gemeinsames Ankopplungsblech 2 und eine einzige gemeinsame Ankopplungsfeder 5 vorhanden. In der fünften Variante (Fig. 6) ist der Querschnitt des gebogenen einzigen Ankopplungsblechs 2 kreisringförmig. In der sechsten Variante (Fig. 7) besitzt der Querschnitt des gebogenen einzigen Ankopplungsblechs 2 die äußere Gestalt eines Dreiecks. In weiteren in der Zeichnung nicht dargestellten Varianten besitzt der Querschnitt des gebogenen einzigen Ankopplungsblechs 2 die äußere Gestalt eines Vierecks, eines Rechtecks oder eines beliebigen regelmäßigen oder nichtregelmäßigen Vielecks. Bei der Anwesenheit mehrerer Temperaturfühler 1 im Schutzrohr 3, wovon ein Temperaturfühler 1 kürzer ist als das dann längere Ankopplungsblech 2, weist das letztere auf seiner Innenwand einen nach Innen hin gebogenen Lappen auf als Anschlag zur Begrenzung einer Längsgleitbewegung des kürzeren Temperaturfühlers 1. Der Lappen ist so ausgebildet und angeordnet, dass, in der Endposition am Anschlag des kürzeren Temperaturfühlers 1, dessen Längsmitte annähernd auf der Höhe der Längsmitte des längeren Ankopplungsblechs 2 liegt.

Vorteile der Anordnungen gemäß der Erfindung sind:

- Die thermische Zeitkonstante ist 40 bis 50% kleiner im Vergleich zu den bekannten Lösungen, was bei Verwendung in Regelkreisen vorteilhaft ist.
- Die Temperaturfühlerfertigung ist einfach, da nur zylinderförmige Temperaturfühler 1 mit einem außen runden Querschnitt verwendet werden.
- Die Ankopplungskraft zwischen den Temperaturfühlern 1 und dem Schutzrohr 3 ist auf der gesamten Temperaturfühlerlänge gesichert.
- Die bekannten Anordnungen sind, z. B. in einem Servicefall, ohne weiteres durch die erfindungsgemäßen Anordnungen austauschbar.
- Trotz begrenztem Platz im Schutzrohr 3, einfache Montage und Demontage der Anordnung ohne spezielle Werkzeuge.
- Vereinfachte Materialauswahl für die Ankopplungsbleche 2, da keine gute Wärmeleitfähigkeit erforderlich ist und somit billiges Material verwendet werden kann.
- Gute und gesicherte Ankopplungskraft zwischen den Temperaturfühlern 1 und dem kurzen Schutzrohr 3.
- Eine Vormontage des vollständigen Ankopplungsblechs 2 mit zugehörigem Temperaturfühler 1 und zugehöriger Ankopplungsfeder 5 in der Fertigung ist ohne weiteres möglich.
- Wiederverwendung möglich eines Teils der Anordnung, z. B. des vollständigen Ankopplungsblechs 2 mit der Ankopplungsfeder 5, bei einem einfachen Austausch eines oder mehrerer Temperaturfühler 1.

Claims

1. Anordnung mit einem Schutzrohr (3) zur Messung mindestens einer Temperatur, bei der im Schutzrohr (3) ein oder mehrere parallele, längliche Temperaturfühler (1) angeordnet sind, die mittels einer oder mehrerer länglicher Ankopplungsfedern (5) gegen eine Innenwand des Schutzrohrs (3) andrückbar sind, und bei der die Ankopplungsfedern (5) jeweils parallel zu Längsachsen der Temperaturfühler (1) gebogen und ihre eigenen Längsachsen jeweils parallel zu den Temperaturfühlern (1) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturfühler (1) innerhalb eines oder mehrerer im Schutzrohr (3) vorhandener Ankopplungsbleche (2) angeordnet sind, die jeweils parallel zu den Längsachsen der Temperaturfühler (1) so gebogen sind, dass sie je einen profilförmigen Querschnitt aufweisen, dass die Gesamtheit der Ankopplungsbleche (2) zur Innenwand des Schutzrohrs (3) hin mindestens soviele zu den Längsachsen der Temperaturfühler (1) parallele längliche Öffnungen aufweist, wie Temperaturfühler (1) im Schutzrohr (3) vorhanden sind, und dass durch die länglichen Öffnungen jeweils ein Teil eines zugehörigen Temperaturfühlers (1) gegen die Innenwand des Schutzrohrs (3) gedrückt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schutzrohr (3) pro Temperaturfühler (1) ein zum betreffenden Temperaturfühler (1) gehöriges Ankopplungsblech (2) und eine ebenfalls zugehörige Ankopplungsfeder (5) vorhanden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des gebogenen Ankopplungsblechs (2) jeweils eine äußere Gestalt eines Kreissektors besitzt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vier Temperaturfühler (1) im Schutzrohr (3) vorhanden sind und der Querschnitt des gebogenen Ankopplungsblechs (2) jeweils die äußere Gestalt eines Viertelkreissektors besitzt.

5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Temperaturfühler (1) im Schutzrohr (3) vorhanden sind und der Querschnitt des gebogenen Ankopplungsblechs (2) jeweils die äußere Gestalt eines Halbkreissektors besitzt.

6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Temperaturfühler im Schutzrohr (3) vorhanden sind und der Querschnitt des gebogenen Ankopplungsblechs (2) jeweils die äußere Gestalt eines Drittelkreissektors besitzt.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Temperaturfühler (1) im Schutzrohr (3) angeordnet sind, wovon ein Temperaturfühler (1) und sein zugehöriges Ankopplungsblech (2) kürzer sind als die dann längeren Ankopplungsbleche (2) der anderen Temperaturfühler (1), dass mindestens ein Teil der längeren Ankopplungsbleche (2) auf nicht parallel zum Schutzrohr (3) verlaufenden Seitenwänden jeweils einen nach außen hin gebogenen Lappen aufweisen als Anschlag zur Begrenzung einer Längsgleitbewegung des kürzeren Temperaturfühlers (1) oder des kürzeren Ankopplungsblechs (2), und dass der Lappen jeweils so ausgebildet und angeordnet ist, dass, in der Endposition am Anschlag des kürzeren Temperaturfühlers (1) oder des kürzeren Ankopplungsblechs (2), dessen Längsmitte annähernd auf der Höhe der Längsmitten der anderen, längeren Ankopplungsbleche (2) liegt.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vier Temperaturfühler (1) im Schutzrohr (3) vorhanden sind und der Querschnitt des gebogenen Ankopplungsblechs (2) jeweils die äußere Gestalt eines Halbkreissektors besitzt, und dass zwei Ankopplungsbleche (2) vorhanden sind, in denen jeweils zwei zugehörige Temperaturfühler (1) und eine zugehörige Ankopplungsfeder (5) angeordnet sind.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler (1) kürzer ist als das dann längere, zugehörige Ankopplungsblech (2), dass das letztere auf seiner Innenwand einen nach innen hin gebogenen Lappen aufweist als Anschlag zur Begrenzung einer Längsgleitbewegung des kürzeren Temperaturfühlers (1), und dass der Lappen jeweils so ausgebildet und angeordnet ist, dass, in der Endposition am Anschlag des kürzeren Temperaturfühlers (1), dessen Längsmitte annähernd auf der Höhe der Längsmitte des längeren, zugehörigen Ankopplungsblechs (2) liegt.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Ankopplungsbleche (2) kürzer ist als das andere, dass das letztere auf eine nicht parallel zum Schutzrohr (3) verlaufende Seitenwand einen nach außen hin gebogenen Lappen aufweist als Anschlag zur Begrenzung einer Längsgleitbewegung des kürzeren Ankopplungsblechs (2), und dass der Lappen so ausgebildet und angeordnet ist, dass, in der Endposition am Anschlag des kürzeren Ankopplungsblechs (2), dessen Längsmitte annähernd auf der Höhe der Längsmitte des anderen, längeren Ankopplungsblechs (2) liegt.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ankopplungsblech (2) und die zugehörige Ankopplungsfeder (5) beide zusammen jeweils aus einem einzigen, mittels eines federnden Materials hergestellten Biegeteil bestehen.

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankopplungsfeder (5) jeweils aus Lappen (5a, 5b) des zugehörigen Ankopplungsblechs (2) besteht, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie wie eine Feder auf jeden zugehörigen Temperaturfühler (1) wirksam sind, so dass der letztere durch die zugehörige längliche Öffnung des betreffenden Ankopplungsblechs (2) gegen die Innenwand des Schutzrohrs (3) gedrückt ist.

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass radiale Seitenwände des Ankopplungsblechs (2) jeweils die Gestalt von Lappen (2b, 2c) besitzen zwecks Erzeugung innerhalb des Schutzrohrs (3) einer Vorspannung des Ankopplungsblechs (2).

14. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schutzrohr (3) für die Temperaturfühler (1) ein einziges gemeinsames Ankopplungsblech (2) und eine einzige gemeinsame Ankopplungsfeder (5) vorhanden sind.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des gebogenen einzigen Ankopplungsblechs (2) kreisringförmig ist.

16. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des gebogenen einzigen Ankopplungsblechs (2) eine äußere Gestalt eines Dreiecks besitzt.

17. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des gebogenen einzigen Ankopplungsblechs (2) eine äußere Gestalt eines Vier- oder Rechtecks besitzt.

18. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des gebogenen einzigen Ankopplungsblechs (2) eine äußere Gestalt eines beliebigen regelmäßigen oder nichtregelmäßigen Vielecks besitzt.

19. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Temperaturfühler (1) im Schutzrohr (3) angeordnet sind, wovon ein Temperaturfühler (1) kürzer ist als das dann längere Ankopplungsblech (2), dass das letztere auf seiner Innenwand einen nach Innen hin gebogenen Lappen aufweist als Anschlag zur Begrenzung einer Längsgleitbewegung des kürzeren Temperaturfühlers (1), und dass der Lappen so ausgebildet und angeordnet ist, dass, in der Endposition am Anschlag des kürzeren Temperaturfühlers (1), dessen Längsmitte annähernd auf der Höhe der Längsmitte des längeren Ankopplungsblechs (2) liegt.