Kamitz, Siegbert (Kalkberg 8 Elgersburg, D-98716, DE)
| 1. | Thermometer mit Maximafunktion mit einem Gefäß (10), das eine Flüssigkeit mit temperaturabhängigem Volumen enthält, und einer Meßka pillare (17), wobei die in der Kapillare (17) wirksame Flüssigkeit eine gegen über ihrer Kohäsion höhere Adhäsion bezüglich der Kapillare aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gefäß (10) und Kapillare (17) eine zur Rückführung von Flüssigkeit aus der Kapillare (17) in das Gefäß (10) betätigbare Schließeinrichtung angeordnet ist, die bei Volumenvergrö ßerung der in dem Gefäß enthaltenen Flüssigkeit eine Erhöhung der in der Kapillare wirksamen Flüssigkeitsmenge bewirkt, bei Volumenverkleinerung der in dem Gefäß enthaltenen Flüssigkeit jedoch die in der Kapillare wirk same Flüssigkeitsmenge unverändert hält. |
| 2. | Thermometer nach Anspruch 1, wobei die in der Kapillare (17) wirk same Flüssigkeitsmenge ein Teil der in dem Gefäß (10) enthaltenen Flüssig keit ist und die Schließeinrichtung ein zwischen dem Gefäß und der Kapil lare eingefügtes Rückschlagventil (14,16,20,22), enthält. |
| 3. | Thermometer nach Anspruch 2, wobei das Rückschlagventil ein Dich tungselement (20) enthält, das eine Durchgangsbohrung (14) zwischen Ge fäß (10) und Kapillare (17) verschließt und in Strömungsrichtung von Kapil lare zu Gefäß elastisch vorgespannt ist. |
| 4. | Thermometer nach Anspruch 3, wobei das Dichtungselement (20) mit einem die Kapillare (17) tragenden Bauteil (16) verbunden und durch Mani pulation der Kapillare so betätigbar ist, daß es die Durchgangsbohrung (14) freigibt. |
| 5. | Thermometer nach Anspruch 4, wobei das Bauteil (16) relativ zu dem Gefäß (10) drehbar ist und die Durchgangsbohrung (14) und das Dich tungselement (20) exzentrisch zur Drehachse (13) angeordnet sind. |
| 6. | Thermometer nach Anspruch 4, wobei das Bauteil (16) mit dem Dich tungselement (20') gegen Federvorspannung von der Durchgangsbohrung (14) abhebbar ist. |
| 7. | Thermometer nach Anspruch 1, wobei das Gefäß (10) durch einen er sten Kolben (27) und die Kapillare (17) durch einen zweiten Kolben (29) verschlossen ist, und daß der erste Kolben bei Volumenvergrößerung der in dem Gefäß (10) enthaltenen Flüssigkeit den zweiten Kolben mitnimmt. |
| 8. | Thermometer nach Anspruch 7, wobei die beiden Kolben (27,29) über einen in einer Zwischenkammer (32) befindlichen Stößel (28) aneinan der liegen. |
Die insbesondere zur Fiebermessung üblichen Glasthermometer mit Maximafunktion arbeiten mit Flüssigkeiten, die außer einem genügend gro- ßen Wärmeausdehnungskoeffizient die Eigenschaft haben müssen, dal3 sie die Kapillare nicht benetzen. Nur bei dieser Eigenschaft funktioniert die üb- liche, durch eine Verengung der Kapillare bewirkte Maximafunktion. Die Auswahl an Flüssigkeiten, die diese Eigenschaften aufweisen, ist begrenzt ; üblicherweise kommen flüssige Metalle wie Quecksilber oder eutektische Legierungen von Metallen, z. B. von Kalium, Indium und Zinn, zum Einsatz.
Elektronische Maximathermometer sind wegen ihres Aufwandes nachteilig und daher in ihrem Anwendungsgebiet beschränkt.
Aus US 3 950 994 A ist ein Thermometer mit Maximafunktion mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen bekannt. Es han- delt sich dabei um ein Einmalthermometer, wobei eine Verbindung zwi- schen Behälter und Anzeigekapillare vor Gebrauch durch einen Schieber unterbrochen ist. Wie der Schieber betätigt wird, ist nicht offenbart. Die Maximaltemperatur wird irreversibel angezeigt.
US 2 447 888 A beschreibt ein Quecksilberthermometer mit einer Ver- engung, die durch eine in eine konische Kapillare eingefügte Glasfaser er- zeugt wird.
In US 3 915 005 A ist ein weiteres Einmalthermometer beschrieben, bei dem die Meßflüssigkeit bei erhöhtem Druck im Gefäß durch ein Ventil in die Kapillare strömen, aber nicht mehr zurückfließen kann. Eine Rückstel- lung des Thermometers ist nicht offenbart.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mehrfach verwendba- res Thermometer mit Maximafunktion zu schaffen, das den oben beschrie- benen Beschränkungen nicht unterliegt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 an- gegeben. Das danach gestaltete Thermometer arbeitet mit einer benetzen- den Flüssigkeit ; da die Kapillare in der Regel aus Glas besteht, hat diese Eigenschaft nahezu jede beliebige Flüssigkeit, die sich-soweit sie einen zur Temperaturmessung ausreichenden Wärmeausdehnungskoeffizient aufweist -für die Zwecke der Erfindung eignet.
Die Maximafunktion wird durch die im Anspruch 1 angegebene Schließeinrichtung bewirkt, die dafür sorgt, daß bei Ausdehnung der in dem Gefäß enthaltenen Flüssigkeit die in der Kapillare wirksame Flüssigkeits- menge zunimmt, so daß das obere Ende der Flüssigkeitssäule in der Kapil- lare in üblicher Weise zur Temperaturanzeige herangezogen werden kann, während bei Abkühlung die Flüssigkeitssäule in der Kapillare im wesentli- chen unverändert bleibt.
In der Weiterbildung der Erfindung nach den Ansprüchen 2 bis 6 ist die in der Kapillare wirksame Flüssigkeitsmenge ein Teil der in dem Gefäß enthaltenen Flüssigkeit, und die Schließeinrichtung wird von einem Rück- schlagventil gebildet. Bei diesen Ausführungsformen wird die Rücksetzung des Thermometers dadurch erreicht, dal3 die Ventilanordnung durch manu- elles Drehen oder Verschieben des das Dichtungselement enthaltenen Bau- teils geöffnet wird.
In der Ausführung der Erfindung nach den Ansprüchen 7 und 8 ist die Flüssigkeitsmenge in der Kapillare von der im Gefäß getrennt, und die Schließeinrichtung wird von einer Kolbenanordnung gebildet, wobei der die Flüssigkeitssäule in der Kapillare begrenzende Kolben nur bei Ausdehnung der Flüssigkeit in dem Gefäß verschoben wird. In diesem Fall wird die Rückstellung des Thermometers durch das bei herkömmlichen Maxima- thermometern übliche Zurückschleudem bewirkt. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die in der Meßkapillare wirksame Flüssigkeit einen beson- ders kleinen Wärmeausdehnungskoeffizient aufweisen und daher die Meß- genauigkeit erhöhen kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt Figur la einen Längsschnitt durch den unteren Teil eines Maxima- thermometers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in der üblichen Meßstellung,
Figur lb das gleiche Thermometer in der Stellung, in der die in der Kapillare enthaltende Flüssigkeitssäule auf den Aus- gangswert rücksetzbar ist, Figur 2a und 2b Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels in den Figuren la und lb entsprechenden Stellungen, und Figur 3 einen Längsschnitt durch den unteren Teil eines Thermo- meters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Gemäß Figur 1 ist ein mit einer benetzenden Flüssigkeit gefülltes zy- lindrisches Gefäß 10 nach oben hin durch einen zylindrischen Hohlkörper 11 verschlossen, der mit der Gefäß-Innenwand vorzugsweise durch Kleben fest und gasdicht verbunden ist. Die Bodenwand 12 des Hohlkörpers 11 ist mit einer zur Achse 13 des Gefäßes 10 exzentrisch angeordneten Durch- gangsbohrung 14 versehen. An seinem von der Bodenwand 12 abgewandten Ende ist der Hohlkörper 11 mit einem Deckel 15 verschlossen.
Im Innern des Hohlkörpers 11 befindet sich ein Druckstück 16, an dessen oberem Ende eine den Deckel 15 durchsetzende Meßkapillare 17 an- setzt. Die Bohrung 18 der Meßkapillare 17 durchsetzt das Druckstück 16 und endet in einer am Boden des Druckstücks 16 vorhandenen Aussparung 19, in die ein Dichtungselement 20 eingeklebt ist.
Das Druckstück 16 ist mit einem O-Ring 21 gegenüber der Innenwand des Hohlkörpers 11 abgedichtet und wird von einer zwischen den Deckel 15 und eine hintere Ringfläche des Druckstücks 16 eingefügte Druckfeder 22 so gegen die Bodenwand 12 des Hohlkörpers 11 gedrückt, daß das Dich- tungselement 20 in der in Figur la gezeigten Stellung die Durchgangsboh- rung 14 verschließt.
Dehnt sich die in dem Gefäß 10 enthaltene Flüssigkeit infolge Erwär- mung aus, so bewirkt der dadurch ansteigende Druck, dal3 das Druckstück 16 mit dem Dichtungselement 20 gegen die Vorspannung der Druckfeder 22 angehoben wird, die Flüssigkeit aus dem Gefäß 10 durch die Durchgangs- bohrung 14 in die Meßkapillare 17 gelangt und in dieser ansteigen kann.
Bei Abkühlung zieht sich die in dem Gefäß 10 enthaltene Flüssigkeit wieder zusammen ; ein Rückströmen aus der Meßkapillare 17 in das Gefäß 10 hinein wird jedoch von der durch die Druckfeder 22 vorgespannte Dich- tungselement 20 verhindert. Daher bleibt die Flüssigkeitssäule in der Meß- kapillare 17 auf ihrem Maximalwert stehen.
Zum Zurücksetzen des Thermometers in die Ausgangsstellung wird das Druckstück 16 in die in Figur lb gezeigte Stellung gedreht, in der das
Dichtungselement 20 die Durchgangsbohrung 14 freigibt, so dal3 die Flüs- sigkeitssäule durch den in dem Gefäß 10 vorhandenen Unterdruck aus der Bohrung 18 der Meßkapillare 17 zurückgezogen wird.
Anstelle des oben beschriebenen Meßvorgangs kann auch bei der in Figur lb gezeigten Stellung gemessen werden, wobei die Durchgangsboh- rung 14 erst bei Erreichen des maximalen Meßwertes durch Drehen des Druckstücks 16 mit dem Dichtungselement 20 verschlossen wird.
Die in Figur 2a und 2b gezeigte Ausführung unterscheidet sich von der nach Figur la und lb dadurch, daß die Bohrung 18 der Meßkapillare 17 über eine Querbohrung 23 mit dem zwischen dem Druckstück 16 und der Innenwand des Hohlkörpers 11 unterhalb des O-Rings 21 gebildeten Raum in Verbindung steht.
Bei Temperaturerhöhung und Druckerhöhung in der in dem Gefäß 10 enthaltenen Flüssigkeit wird das Druckstück 16 gegen die Vorspannung der Druckfeder 22 angehoben, so daß das die Aussparung 19 in diesem Fall vollständig ausfüllende Dichtungselement 20'die Durchgangsbohrung 14 freigibt und Flüssigkeit über die Querbohrung 23 in die Meßkapillare 17 ge- langt.
Das Rücksetzen des Thermometers erfolgt in diesem Fall nicht durch Drehen sondern durch manuelles Anheben des Druckstücks 16 gegen die Vorspannung der Druckfeder 22.
Bei der Ausführungsform nach Figur 3 weist die Bodenwand 12'des das Gefäß 10 nach oben begrenzenden Hohlkörpers 11'eine Zylinderboh- rung 25 auf, in der ein mittels eines O-Rings 26 abgedichteter Kolben 27 verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 27 trägt einen zur Achse 13 koaxial verlaufenden, nach oben ragenden Stößel 28, der in eine an der Unterseite eines weiteren Kolbens 29 vorhandene koaxiale Vertiefung 30 eingreift. Der Kolben 29 ist wiederum mittels eines O-Rings 31 gegenüber der Innenwand des Hohlkörpers 11'abgedichtet. Die somit zwischen den beiden Kolben 27, 29 gebildete dichte Zwischenkammer 32 ist mit Luft oder einem sonstigen kompressiblen Medium gefüllt.
Der oberhalb des Kolbens 29 vorhandene Raum 33 des Hohlkörpers 11'steht mit der Bohrung 18 der Meßkapillare 17 in Verbindung, die in die- sem Fall mit dem Deckel 15'fest verbunden ist. Dieser Raum ist mit einer zur Temperaturanzeige in der Meßkapillare dienenden Flüssigkeit gefüllt, die von der Flüssigkeit in dem Gefäß 10 verschieden sein kann.
Bei Temperaturerhöhung und Ausdehnung der in dem Gefäß 10 ent- haltenen Flüssigkeit wird der Kolben 27 nach oben gedrückt, der über den Stößel 28 den Kolben 29 nach oben verschiebt und dadurch die in dem Raum 33 befindliche Flüssigkeit in die Meßkapillare 17 drückt. Zieht sich die Flüssigkeit in dem Gefäß 10 zusammen, so wird der untere Kolben 27 zurückgezogen, wobei der Kolben 29 aufgrund der Reibung an dem O-Ring 31 in seiner Stellung stehenbleibt. Auf diese Weise bleibt auch die Flüssig- keitssäule in der Meßkapillare 17 auf dem Maximalwert stehen.
Durch Schleudern oder mittels einer geeigneten Vorrichtung wird der Kolben 29 zurückgeführt und dadurch der zuletzt angezeigte Meßwert eli- miniert.
Bezugszeichenliste 10 Gefäß 11,11'Hohlkörper 12,12'Bodenwand 13 Achse 14 Durchgangsbohrung 15,15'Deckel 16 Druckstück 17 Meßkapillare 18 Bohrung 19 Aussparung 20,20'Dichtungselement 21 O-Ring 22 Druckfeder 23 Querbohrung 25 Zylinderbohrung 26 O-Ring 27 Kolben 28 Stößel 29 Kolben 30 Vertiefung 31 O-Ring 32 Zwischenkammer 33 Raum
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