DE3300733A1

DE3300733A1 - Temperaturfuehler

Info

Publication number: DE3300733A1
Application number: DE19833300733
Authority: DE
Inventors: Ernst 1000 Berlin Hermann; Claus Jochemczyk; Joachim Kwiatkowski
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-01-12
Filing date: 1983-01-12
Publication date: 1984-07-12
Also published as: JPS59136630A; US4538927A

Description

1/83 M.

EK/PLI Scht/Li
11.Januar 1983

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Temperaturfühler Stand der Technik

Die Erfindung geht von einem Temperaturfühler nach der Gattung des Anspruchs 1 aus.

Es ist schon ein Temperaturfühler bekannt (DE-OS 29 38 031), der jedoch wegen des Fehlens einer hochfesten Hülle bei bestimmten Anwendungen, zum Beispiel in einem elektronischen Fieberthermometer, keine ausreichende Steifigkeit aufweist. Es ist ferner ein Temperaturfühler bekannt (DE-OS 30 49 056), der einen von einem Metallrohr umgebenen Keramikzylinder aufweist. Die erwähnten und ähnliche Temperaturfühler sind den bisherigen Erfahrungen entsprechend im Hinblick auf eine möglichst kleine Zeitkons'tante in Wasser oder einer ähnlichen Flüssigkeit und auf einen möglichst kleinen Wärmeübergangswiderstand des Fühlers konzipiert.

Ein kleiner Wärmeübergangswiderstand wird häufig durch eine Wärmebrücke zum Beispiel aus Kupfer oder Silber realisiert. Damit ist jedoch der Nachteil verbunden, daß sich die Wärmekapazität des Temperaturfühlers erhöht. Das hat zur Folge, daß bei einer Anwendung des Temperaturfühlers in niedrig viskosen Medien, wie zum Beispiel Pasten, Gelen oder biologischen Geweben, in denen die Wärme zum Temperaturausgleich nicht durch Konvektion - wie in Wasser -, sondern durch Wärmeleitung an den Temperaturfühler herangeführt werden muß, die durch die Wärmebrücke bedingte größere Wärmekapazität des Fühlers zu einer Verlängerung der Meßzeit führt. Der Wärmeübergangswiderstand des Fühlers fällt bei den genannten Medien gegenüber dem Wärmeübergangswiderstand in dem Medium selbst nicht mehr ins Gewicht. Die Meßzeit wird somit fast ausschließlich durch die Wärmekapazität des Temperaturfühlers bestimmt.

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ζ.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Temperaturfühler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß er bessere Wärmeeigenschaften als die bekannten Temperaturfühler aufweist, weil er bei vorgegebenen Abmessungen und vorgegebener Steifigkeit des Fühlers eine im Bereich der Meßsonde geringe Wärmekapazität hat, die aus einem materialarmen Aufbau resultiert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Temperaturfühlers möglich. Besonders vorteilhaft ist ein erfindungsgemäßer Temperaturfühler, der einen aus zwei Halbzylindern zusammengesetzten Montagekörper aufweist, wobei der eine Halbzylinder auf seiner ebenen Seite mit einer Längsfeder und der andere Halbzylinder mit einer dazu passenden Längsnut versehen ist und wobei die Anschlußleitungen der Meßsonde zu beiden Seiten der Längsfeder zwischen dieser und der Längsnut geführt sind. Auf diese Weise erhält man eine gute Führung für die Anschlußleitungen der Meßsonde.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Temperaturfühlers,

Fig. 2 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Montagekörpers in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 3 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Montagekörpers in einer zweiten Ausführungsform,

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Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines.. kompletten Montagekörpers mit Meßsonde und Koaxialkabel und

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Temperaturfühlers mit geteilter Hülse.

Beschreibung der Erfindung

Ein erfindungsgemäßer Temperaturfühler nach Fig. 1, der zum Beispiel in einem elektronischen Fieberthermometer eingesetzt werden kann, weist eine einseitig durch eine Kappe 10 abge- schlossene Hülse 11 auf, in die ein zylindrischer Montagekörper 12 aus zwei Halbzylindern 13 und 14 paßt. Der Montagekörper dient zur Halterung einer thermoelektrischen Meßsonde 15 mit zwei Anschlußleitungen 16 und 17. Der in Fig. 1 obere Halbzylinder 13 ist an seiner abgeflachten Seite mit einem die gesamte Länge des Halbzylinders erfassenden Längsfeder 18 und der untere Halbzylinder 14 mit einer dazu passenden Längsnut 19 versehen. Wie in Fig. 2 gezeigt, liegen die Anschlußleitungen 16, 17 zu beiden Seiten der Längsfeder 18 und werden in den Spalten 21 und 22 zwischen Längsfeder und Längsnut geführt. Im zusammengesetzten Zustand liegt die Meßsonde 15 an der vorderen Stirnseite 23 des Montagekörpers 12 an, und die Enden 24 der Anschlußleitungen 16, 17 ragen aus dem Montagekörper frei heraus.

Bei vorgegebenen Außenabmessungen des Temperaturfühlers - der Außendurchmesser beträgt beispielsweise 4 mm-und die Länge 40 mm - und vorgegebener Steifheit, die von dem Anwendungszweck des Fühlers abhängt, wird eine geringe Wärmekapazität durch einen materialarmen Aufbau angestrebt. Zu diesem Zweck wird für die Hülse 11 eine geringe Wandstärke von zum Beispiel höchstens 0,1 mm gewählt und als Material für die Hülse ein hochfestes, kaltverfestigtes Metall, vorzugsweise ein Edelstahl.

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Für den Montagekörper 12 wird ein massearmer Kunststoffschaum gewählt, der bei der Anwendung des Temperaturfühlers in einem elektronischen Fieberthermometer mindestens bis zu einer Temperatur von 140 ⁰C temperaturfest bzw. autoklavenfest sein
sollte. Als hierfür besonders geeigneter Kunststoffschaum wird ein Polymethacrylimid-Hartschaum vorgesehen. Der Montagekörper dient nicht nur zur Halterung der Meßsonde und zur isolierten Führung der Anschlußleitungen der Meßsonde, sondern gleichzeitig auch als Konvektionsunterbrechung zwischen Meßsonde und dem der Kappe 10 abgewandten Ende des Temperaturfühlers.

Als Meßsonde 15 findet ein thermoelektrisches Bauteil Verwendung, bei dem auf die sonst übliche elektrisch isolierende
Umhüllung im Hinblick auf einen massearmen Aufbau bewußt verzichtet wird.

Das Zusammenkleben von Meßsonde 15 bzw. 40 und der Innenseite der Kappe 10 der Hülse 11 geschieht vorzugsweise in zwei
Arbeitsgängen. Zunächst wird eine erste dünne isolierende
Klebschicht auf die Meßsonde aufgebracht und getrocknet ..und _; danach eine zweite Klebschicht. Durch Zusammenschieben von
Hülse und darin befindlichem Montagekörper entsteht eine massearme, gut wärmeleitende Verbindung, sofern als Klebstoff ein
hochisolierender gut wärmeleitender Klebstoff verwendet wird.

In einer zweiten Ausführungsform nach Fig. 3 besteht ein
Montagekörper 30 aus zwei Halbzylindern 31, 32 gleichen Querschnitts. Beide Halbzylinder enthalten eine Längsnut 33, 34.
Die Montage geschieht in der Weise, daß zunächst in eine
Längsnut, zum Beispiel 34, eine der Anschlußleitungen 35, 36
und darüber ein Stab 37 rechteckigen Querschnitts eingelegt
und schließlich der zweite Halbzylinder 31 unter Zwischenlage der zweiten Anschlußleitung 35 aufgesetzt wird.

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i.

Bei einem kompletten Montagekörper 40 nach Fig. 4 sind die Enden 24 (vgl. Fig. 1) von Anschlußleitungen 16 und 17 einer Meßsonde 41 mit dem Außenleiter 42 bzw. dem Innenleiter 43 eines Koaxialkabels 44 elektrisch verbunden.' Der Übergangsbereich 4 5 zwischen dem Montagekörper 40 und dem Koaxialkabel ist mit einem isolierenden Kunststoff derart ümspritzt, daß eine stabile zylindrische Baueinheit aus Montagekörper 40 und Koaxialkabel 44 entsteht, die in eine Hülse 11 entsprechend dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 gesteckt werden kann. Das offene Ende der auf. den Montagekörper gesteckten Hülse wird später in einer dem Fachmann bekannten Weise gegenüber dem Montagekörper bzw. deu Koaxialkabel abgedichtet und mit einem Griffstück umspritzt.

In einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist eine Hülse 50 kein Tief ziehteil wie die. Hülse 11 in Fig. 1, sondern ein aus einem zylindrischen Rohr 51 mit angeschweißter Kappe 52 bestehendes Teil.

Claims

EK/PLI Seht/Li

11.Januar 1983

ROBERT BOSCH GMBH, 7000.Stuttgart 1 Ansprüche

/ 1J Temperaturfühler mit einer thermoelektrischen Meßsonde, einem länglichen Montagekörper, an dessen Stirnseite sich die Meßsonde befindet» deren Anschlußleitungen durch den Montagekörper hindurch elektrisch isoliert axial nach außen geführt sind, und mit einer die Meßsonde und den Montagekörper umschließenden metallischen Hülse, an deren offener Seite die Anschlußleitungen nach außen ragen, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorgegebenen Außenabmessungen und vorgegebener Steifigkeit des Fühlers im Bereich der Meßsonde (15) eine geringe Wärmekapazität durch einen materialarmen Aufbau erreicht wird, indem

a) für die Hülse (11) ein hochfestes, kaltverfestigtes Material geringer Wandstärke,

b) für den Montagekörper (12) ein massearmer, geschlossenporiger Kunststoffschaum und

c) für die Meßsonde (15) ein Bauteil ohne elektrisch isolierende Umhüllung gewählt wird, wobei das Bauteil mit der Innenseite der durch eine kappe (10) abgeschlossenen Hülse zusammengeklebt ist.

2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagekörper (12) aus zwei Halbzylindern (13, 14) zusammengesetzt ist.

3. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzylinder (31, 32) gleiches Profil mit je einer Längsnut (33, 34) aufweisen und daß beide Längsnuten einen Stab (37) rechteckigen Querschnitts sowie die Anschlußleitungen (35, 36) der Meßsonde aufnehmen.

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4. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Halbaylinder (13) auf seiner ebenen Seite mit einer Längsfeder (18) und der andere Halbzylinder (14) mit einer dazu passenden Längsnut (19) versehen ist und daß die Anschlußleitungen (16, 17) der Meßsonde (15) zu beiden Seiten der Längsfeder zwischen diesem und der Längsnut geführt sind.

5. Temperaturfühler nach Anspruch 1_r dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) aus Edelstahl besteht.

6. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff zwischen Meßsonde (15) und Innenseite

. der Kappe (10) der Hülse (11) ein hochisolierender, gut wärmeleitender Klebstoff ist.

7. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 5 für ein elektronisches Fieberthermometer, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) einen Durchmesser von 4 mm, eine Länge von etwa 40 mm und eine Wandstärke von 0,1 mm oder weniger hat.

8'. Temperaturfühler nach Anspruch T oder 2 für ein elektronisches Fieberthermometer, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschaum für den Montagekörper (12) temperaturfest ist.

9. Temperaturfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffschaum ein Polymethacrylimid-Hartschaumstoff ist.

10. Temperaturfühler nach Anspruch 2,3,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (24) der Meßsonde (15) mit einem Koaxialkabel (44) verbunden sind und daß der Übergangsbereich (45) zwischen dem Montagekörper (40) und dem Koaxialkabel von Kunststoff umspritzt ist.

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11. Temperaturfühler nach Anspruch 1, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (11) ein Tiefziehteil ist.

12. Temperaturfühler nach Anspruch 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (50) aus einem Rohr (51) und einer an dem Rohr koaxial angeschweißten Kappe (52) besteht.