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Title:
TEMPERATURE SENSOR, USE OF THE TEMPERATURE SENSOR IN A MIXING DEVICE AND PRODUCTION OF THE TEMPERATURE SENSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/194943
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a temperature sensor (1) having a sensor tip (5) with a wall (9) which delimits an interior space (20) of the sensor tip (5), wherein a reinforcement structure (8) for reinforcing the sensor tip (5) against deformation is arranged in the interior space (20), the reinforcement structure (8) having a plurality of cavities (17).

Inventors:
HESSE MARKUS (DE)
KENDLER RICARDA (DE)
BERKEMEIER DIETER (DE)
KOOP BÖRGE (DE)
SCHICHTING MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/056843
Publication Date:
September 22, 2022
Filing Date:
March 16, 2022
Export Citation:
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Assignee:
HARBURG FREUDENBERGER MASCHB GMBH (DE)
International Classes:
G01K1/08; B01F35/213; B29B7/00; G01K13/02
Domestic Patent References:
WO2020245181A12020-12-10
Foreign References:
US3897272A1975-07-29
DE102016217295A12018-03-15
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche 1. Temperaturfühler (1) zur Temperaturmessung eines zu mischenden Materials in einer Mischvorrichtung, aufweisend eine Fühlerspitze (5) mit einer Wandung (9), die dazu ausgebildet ist mit dem zu mischenden Material in Kontakt zu kommen, wobei die Wandung (9) einen Innenraum (20) der Fühlerspitze (5) begrenzt, wobei im Innenraum (20) eine Verstärkungsstruktur (8) zur Verstärkung der Fühlerspitze (5) gegen Deformation angeordnet ist, wobei die Verstärkungsstruktur (8) eine Vielzahl von Hohlräumen (17) aufweist. 2. Temperaturfühler (1) nach Anspruch 1, bei dem die Verstärkungsstruktur (8) einteilig mit der Wandung (9) ausgebildet ist. 3. Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend ein Thermoelement (23), das an einer Kuppe (7) der Wandung (9) angeordnet ist. 4. Temperaturfühler (1) nach Anspruch 3, wobei das Thermoelement (23) an einer Innenseite der Wandung (9) oder innerhalb der Wandung (9) befestigt ist. 5. Temperaturfühler (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Thermoelement (23) in axialer Richtung versetzt zur Verstärkungsstruktur (8) angeordnet ist. 6. Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verstärkungsstruktur (8) als Material Stahl aufweist.

7. Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verstärkungsstruktur (8) an verschiedenen Stützpunkten (14, 15) mit der Wandung (9) verbunden ist, wobei die Stützpunkte (14, 15) an verschiedenen Positionen entlang einer Längsachse (A) der Fühlerspitze (5) und an verschiedenen Positionen umlaufend um die Längsachse (A) angeordnet sind. 8. Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein oder mehrere Hohlräume (17) zwischen der Verstärkungsstruktur (8) und der Wandung (9) ausgebildet sind. 9. Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verstärkungsstruktur (8) in Form einer Gitter- Kugel-, Waben-, Schwamm-, Steg- und/oder Fachwerkstruktur ausgebildet ist. 10. Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verstärkungsstruktur (8) mehrere Streben (13) aufweist, die an verschiedenen Stützpunkten (14, 15) mit der Wandung (9) verbunden sind. 11. Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wandung (9) eine Wandstärke (S1A, S2A, S1B, S2B) aufweist, die in Richtung einer Kuppe (7) der Fühlerspitze (4) zumindest bereichsweise abnimmt. 12. Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Fühlerspitze (5) in einem Bereich nahe einer Kuppe (7) in unterschiedlichen Raumrichtungen unterschiedliche Durchmesser (DA, DB) aufweist.

13. Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Fühlerspitze (5) schwertförmig ausgebildet ist. 14. Mischvorrichtung zur Mischung eines Materials mit dem Temperaturfühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (2) eine Wandung (4) aufweist, die eine Kammer (3) begrenzt, wobei der Temperaturfühler (1) in die Wandung (4) eingesteckt ist, so dass die Fühlerspitze (5) in die Kammer (3) hineinragt. 15. Vorrichtung (2) nach Anspruch 14, wobei es sich bei dem Material um ein polymerhaltiges Material handelt. 16. Verwendung des Temperaturfühlers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Temperaturmessung eines zu mischenden Materials in einer Mischvorrichtung, wobei das zu mischende Material in Kontakt mit der Wandung (9) kommt. 17. Verfahren zur Herstellung des Temperaturfühlers (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Verstärkungsstruktur (8) in einem additiven Verfahren hergestellt wird.

Description:
Beschreibung Temperaturfühler, Vorrichtung mit Temperaturfühler und Verwendung des Temperaturfühlers in einer Mischvorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperaturfühler. Der Temperaturfühler ist beispielsweise zur Messung der Temperatur eines Materials in einer Vorrichtung, insbesondere einer Mischvorrichtung ausgebildet. Bei dem Material kann es sich um ein stark abrasives Material, wie beispielsweise Kautschukmaterial handeln. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung mit dem Temperaturfühler und eine Verwendung des Temperaturfühlers in einer Mischvorrichtung. Die Druckschrift DE 102016 217 295 A1 beschreibt eine Mischvorrichtung zur Mischung von kautschukhaltigen oder anderen zähen oder faserhaltigen Materialien in einer Mischkammer. Bei derartigen Mischprozessen ist eine genaue Überwachung der Temperatur in der Mischkammer von großer Bedeutung. Steigt die Temperatur über eine materialabhängige Grenztemperatur, kann die Qualität des Endprodukts beeinträchtigt sein. Bei vernetzungsfähigen Mischungen kann es zu einer frühzeitigen Vulkanisation im Mischer kommen. Materialverlust und lange Stillstandszeiten durch aufwändige Reinigungsarbeiten sind die Folge. Zur Überwachung der Temperatur können Temperaturfühler verwendet werden, die in die Mischkammer hineinragen und mit dem Mischgut in Berührung kommen. Aufgrund der mechanischen Einwirkung des Mischguts auf den Temperaturfühler, ist eine robuste Ausbildung des Temperaturfühlers erforderlich. Andererseits kann eine robuste, dickwandige Ausbildung des Temperaturfühlers zu einer unerwünschten Trägheit bei der Temperaturerfassung führen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Temperaturfühler anzugeben. Zudem werden eine Vorrichtung mit dem Temperaturfühler und eine Verwendung des Temperaturfühlers in einer Mischvorrichtung angegeben. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Temperaturfühler eine Fühlerspitze mit einer Wandung auf. Die Wandung ist insbesondere als Außenwandung ausgebildet und kann somit mit einem Material, dessen Temperatur zu messen ist, in Kontakt kommen. Die Wandung begrenzt einen Innenraum der Fühlerspitze. Die Wandung ist insbesondere in Form einer Hülle ausgebildet, die den Temperaturfühler vor Beschädigung schützt. Insbesondere begrenzt die Wandung den Innenraum seitlich und von vorne vollständig, so dass das Material nicht in den Innenraum eindringen kann. Im Innenraum ist eine Verstärkungsstruktur zur Verstärkung der Fühlerspitze gegen Deformation angeordnet. Die Verstärkungsstruktur weist eine Vielzahl von Hohlräumen auf. Durch eine derartige Verstärkungsstruktur wird die Robustheit des Fühlers gegen Deformation, insbesondere durch Krafteinwirkung durch ein Mischgut, erhöht. Dadurch kann die Wandung mit einer geringeren Wandstärke als bei herkömmlichen Fühlern ausgebildet werden, so dass der Temperaturfühler schneller auf Temperaturänderungen reagiert. Zudem findet aufgrund der geringeren Wandstärke auch eine geringere Wärmeableitung aus der Messzone statt. Die Verstärkungsstruktur kann einteilig mit der Wandung ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Verstärkungs- struktur in einem gemeinsamen Verfahrensschritt mit der Wandung gefertigt sein. Es ist auch möglich, dass die Verstärkungsstruktur nachträglich an der Wandung befestigt ist. Beispielsweise weist die Verstärkungsstruktur als Material Stahl auf. Es ist eine Vielzahl von Strukturen für die Verstärkungsstruktur möglich. Beispielsweise ist die Verstärkungsstruktur in Form einer Gitter-, Kugel-, Waben-, Schwamm-, Steg- und/oder Fachwerkstruktur ausgebildet. Alle diese Strukturen weisen eine Vielzahl von Hohlräumen auf. Insbesondere sind die Hohlräume auch in einem großen Volumenanteil zwischen Wandung und dem Material der Verstärkungsstruktur vorhanden, so dass im Vergleich zu einer dickwandigen Ausführung einer Wandung eine schnelle Temperaturerfassung ermöglicht ist. Beispielsweise ist das Material der Verstärkungsstruktur an verschiedenen Stützpunkten mit der Wandung verbunden. Die Stützpunkte sind insbesondere an verschiedenen Positionen umlaufend um die Längsachse angeordnet. Das Material führt dabei über den Innenraum der Fühlerspitze von einem der Stützpunkte zu einem anderen der Stützpunkte, so dass bei Krafteinwirkung von außen die Biegesteifigkeit der Fühlerspitze erhöht wird. Darüber hinaus können Stützpunkte auch entlang der Längsachse an verschiedenen Positionen angeordnet sein. Beispielsweise weist die Verstärkungs- struktur mehrere Streben auf, die an den Stützpunkten mit der Wandung verbunden sind. Die Wandung kann eine Wandstärke aufweisen, die in Richtung einer Kuppe der Fühlerspitze zumindest bereichsweise abnimmt. Die Kuppe ist insbesondere der Bereich der Wandung, der in axialer Richtung des Fühlers ganz vorne angeordnet ist und bei Verwendung des Fühlers in einer Mischvorrichtung somit am weitesten in die Mischvorrichtung hineinragt. Beispielsweise ist an der Kuppe ein Thermoelement angeordnet. Das Thermoelement ist insbesondere direkt an der Wandung befestigt, so dass eine schnelle, unmittelbare Wärmeleitung von der Wandung zum Thermoelement erfolgen kann. Das Thermoelement kann an einer Innenseite der Wandung an der Kuppe befestigt sein. Das Thermoelement kann beispielsweise auch zumindest teilweise in einer Öffnung in der Wandung an der Kuppe aufgenommen sein. Durch die dort dünnwandigere Ausbildung kann die Temperaturerfassung beschleunigt werden. Die geringere Wandstärke erniedrigt insbesondere die Wärmekapazität der Messzone, so dass die Wandung schneller die Temperatur des Mischguts annimmt und an das Thermoelement leitet. Das Thermoelement ist vorzugsweise nicht mit der Verstärkungsstruktur verbunden und ist auch nicht von der Verstärkungsstruktur umgeben. Das Thermoelement kann in axialer Richtung der Fühlerspitze versetzt zur Verstärkungsstruktur angeordnet sein, so dass sich Thermoelement und Verstärkungsstruktur in ihren axialen Position nicht überlappen. Die Verstärkungsstruktur fungiert insbesondere nicht zur Weiterleitung von Wärme, sondern dient dazu, die Wandung mechanisch zu verstärken, so dass die Wandung möglichst dünn ausgebildet werden kann und somit eine gute Temperaturübertragung von der Wandung an das Thermoelement erfolgen kann. Durch die geringe Wandstärke können insbesondere auch Messfehler durch unerwünschte Wärmeleitvorgänge aus der Fühlerspitze und dem Gehäuseteil in Richtung Messstelle an der Kuppe verhindert werden. Die Verstärkungsstruktur ist beispielsweise in der Fühlerspitze nicht in einem Bereich der Kuppe angeordnet. Insbesondere kann ein vorderster Bereich der Fühlerspitze von der Kuppe aus gesehen in axialer Richtung hin zu einem mittleren Bereich der Fühlerspitze frei von der Verstärkungsstruktur sein. Somit sind in dem vordersten Bereich beispielsweise nur das Thermoelement und/oder Zuleitungen angeordnet. Die Verstärkungsstruktur weist beispielsweise einen durchgehenden Hohlraum entlang der Längsachse der Fühlerspitze auf, durch den elektrische Zuleitungen zum Thermoelement geführt sind. In einer Ausführungsform weist die Fühlerspitze in einem Bereich nahe der Kuppe in unterschiedlichen Raumrichtungen unterschiedliche Durchmesser auf. Die Fühlerspitze ist beispielsweise schwertförmig ausgebildet. Die Robustheit der Fühlerspitze kann hierbei durch die innenliegende Verstärkungsstruktur sichergestellt werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Vorrichtung mit dem vorhergehend beschriebenen Temperaturfühler angegeben. Die Vorrichtung weist eine Wandung auf, die eine Kammer begrenzt. Der Temperaturfühler ist in die Wandung, insbesondere in eine Bohrung in der Wandung, eingesteckt, so dass die Fühlerspitze zumindest teilweise in den Innenraum hineinragt. Beispielsweise handelt es sich bei der Vorrichtung um eine Mischvorrichtung zur Mischung eines Materials. Die Kammer kann als Mischkammer ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich bei dem Material um ein polymerhaltiges Material oderkautschukhaltiges Material handeln. Beispielsweise werden aus dem Material Reifen oder andere technische Gummiwaren gefertigt. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Verwendung des vorhergehend beschriebenen Temperatur- fühlers zur Temperaturmessung eines zu mischenden Materials in einer Mischvorrichtung angegeben. Bei dem Material handelt es sich beispielsweise um ein kautschukhaltiges Material. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zur Herstellung der Fühlerspitze des vorhergehend beschriebenen Temperaturfühlers angegeben, wobei die Verstärkungsstruktur in einem additiven Verfahren gefertigt wird. Beispielsweise wird die Verstärkungsstruktur zusammen mit der Wandung im selben Prozessschritt hergestellt. Es kann sich beispielsweise um ein additives Fertigungsverfahren, wie z.B. um ein 3D-Druckverfahren, handeln. Die vorliegende Erfindung umfasst mehrere Aspekte, insbesondere Vorrichtungen und Verfahren. Die für einen der Aspekte beschriebenen Merkmale, Eigenschaften und Ausführungsformen sollen entsprechend auch für den anderen Aspekt gelten. Zudem ist die Beschreibung der hier angegebenen Gegenstände nicht auf die speziellen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr können die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen – soweit technisch sinnvoll – miteinander kombiniert werden. Im Folgenden werden die hier beschriebenen Gegenstände anhand schematischer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Temperaturführer in einer Einbausituation in einer Mischkammer in einer seitlichen Ansicht gemäß einer Ausführungsform, Figur 2 einen Längsschnitt durch eine Fühlerspitze eines Temperaturfühlers gemäß einer Ausführungsform, Figur 3A in einer perspektivischen Ansicht eine Fühlerspitze eines Temperaturfühlers gemäß einer Ausführungs- form, Figur 3B eine Aufsicht von vorne auf die Fühlerspitze aus Figur 3A, Figur 3C einen Längsschnitt der Fühlerspitze aus Figur 3A, Figur 4A einen Längsschnitt einer Fühlerspitze eines Temperaturfühlers gemäß einer weiteren Ausführungsform, Figur 4B einen weiterer Längsschnitt der Fühlerspitze aus Figur 4A, Figur 4C einen Längsschnitt der Fühlerspitze aus Figur 4A mit eingezeichnetem Thermoelement, Figur 4D den Längsschnitt der Fühlerspitze aus Figur 4B mit eingezeichnetem Thermoelement, Figur 5A in einer perspektivischen Ansicht eine Verstärkungsstruktur in der Fühlerspitze der Figuren 4A und 4B, Figur 5B die Verstärkungsstruktur aus Figur 5A mit eingezeichnetem Thermoelement, Figur 5C in einer Ansicht von vorne die Verstärkungsstruktur mit eingezeichnetem Thermoelement aus Figur 5B, Figur 6 in schematischem Längsschnitt ein Detail des Aufbaus einer Kuppe einer Fühlerspitze mit eingezeichnetem Thermoelement, Figur 7 eine Vergleichsmessung der Ansprechzeiten eines Temperaturfühlers gemäß der Ausführungsform der Figuren 4A bis 4D und eines herkömmlichen Temperaturfühlers. Vorzugsweise verweisen in den folgenden Figuren gleiche Bezugszeichen auf funktionell oder strukturell entsprechende Teile der verschiedenen Ausführungsformen. Figur 1 zeigt einen Temperaturfühler 1 in einer Einbausituation in einer Vorrichtung 2 aufweisend eine Kammer 3, in dem eine Temperatur zu messen ist. Bei der Vorrichtung 2 handelt es sich beispielsweise um eine Mischvorrichtung, insbesondere zur Aufbereitung einer Kautschukmischung in der Materialverarbeitung. Die Kammer 3 entspricht in diesem Fall einer Mischkammer. Die Mischvorrichtung ist beispielsweise als Innenmischer ausgebildet und kann einen Stempel aufweisen, mit dem das Material in die Mischkammer eingeführt wird. Zur Mischung des Materials können in der Mischkammer ein oder mehrere Rotoren angeordnet sein. Bei derartigen Vorrichtungen herrschen oft raue Umgebungsbedingungen. So können abrasive Materialien unter Einwirkung großer Kräfte miteinander vermischt werden. Dies erfordert eine besonders robuste Ausführung der Bauteile, die mit den Materialien in Berührung kommen. Der Temperaturfühler 1 ist in eine Öffnung einer Wandung 4 eingesteckt und weist eine Fühlerspitze 5 auf, die in die Kammer 3 hineinragt. Beispielsweise ragt die Fühlerspitze 5 in einem Bereich d von 10-40 mm in die Kammer 3 hinein. Die Fühlerspitze 5 ist dabei der vorderste Bereich des Temperaturfühlers. Beispielsweise ist die Fühlerspitze 5 von einem Gehäuseteil 6 des Temperaturfühlers 1 gehalten. Die Fühlerspitze 5 kann ein anderes Material als das Gehäuseteil 6 aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Fühlerspitze 5 einteilig mit dem Gehäuseteil 6 ausgebildet ist. Der Temperaturfühler 1 ist in eine Aufnahmehülse 21 in der Wandung 4 eingesteckt. Aufgrund der rauen Innenbedingungen muss die Fühlerspitze 5 robust ausgebildet sein. Eine dickwandige Ausbildung hat dabei den Nachteil, dass die von außen aufgeprägte Temperatur nur langsam an ein eigentliches Thermoelement weitergegeben wird. Diese Trägheit führt besonders bei großen Temperatur- gradienten zu Abweichungen zwischen gemessener und realer Temperatur. Dies ist problematisch bei temperatursensiblen zu verarbeitenden Materialien. Steigt die Temperatur über eine materialabhängige Grenztemperatur, kann die Qualität des Endprodukts vermindert sein. Bei vernetzungsfähigen Mischungen kann es zu einer frühzeitigen Vulkanisation im Mischer kommen. Materialverlust und lange Stillstands-Zeiten durch aufwändige Reinigungsarbeiten sind die Folge. Beispielsweise ist das Thermoelement als Draht mit einem temperaturabhängigen elektrischen Widerstand ausgebildet. Das Thermoelement kann auch auf dem Seebeck-Effekt beruhen. Das Thermoelement ist beispielsweise innerhalb der Fühlerspitze 5 angeordnet. Das Thermoelement kann beispielsweise ganz am vorderen Ende, insbesondere an einer Kuppe 7, der Fühlerspitze 5 angeordnet sein und mit elektrischen Leitungen verbunden sein, die innerhalb des Gehäuseteils 6 in Richtung des entgegengesetzten Endes des Temperaturfühlers 1 verlaufen. Beispielsweise kann aus einer am Thermoelement anliegenden Spannung die Temperatur des zu messenden Materials ermittelt werden. Die Fühlerspitze 5 kann aus einem Metall gebildet sein. Insbesondere kann die Fühlerspitze 5 us einem widerstandsfähigen Material, wie beispielsweise Stahl gebildet sein. Das Material hat vorzugsweise eine gute Wärmeleitfähigkeit. Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Fühlerspitze 5. Es kann sich beispielsweise um die Fühlerspitze 5 des Temperaturfühlers 1 aus Figur 1 handeln. Die Fühlerspitze 5 weist an ihrem hinteren Ende eine gestufte Außenkontur 22 auf, mit der die Fühlerspitze 5 in ein Gehäuseteil des Temperaturfühlers 1 eingesteckt sein kann, insbesondere in das in Figur 1 gezeigte Gehäuseteil 6. Um die Fühlerspitze 5 robust auszugestalten und gleichzeitig eine schnelle Ansprechzeit zu erreichen, weist die Fühler- spitze 5 in ihrem Innenraum 20 eine Verstärkungsstruktur 8 auf. Der Innenraum 20 ist durch eine Wandung 9 begrenzt. Die Verstärkungsstruktur 8 kann aus dem gleichen Material wie die Wandung 9 der Fühlerspitze 5 ausgebildet sein. Beispielsweise weisen die Verstärkungsstruktur 8 und die Wandung 9 als Material Stahl auf. Die Verstärkungsstruktur 8 und die Wandung 9 können als zwei separate Teile gefertigt und dann aneinander befestigt werden. Es ist auch möglich, die Verstärkungsstruktur 8 und die Wandung 9 einteilig auszubilden. Zur Fertigung der Verstärkungsstruktur 8 und/oder der Wandung 9 kann ein additives Verfahren verwendet werden. Beispielsweise kann es sich um ein 3D-Druckverfahren, insbesondere ein 3D-Laserdruckverfahren handeln. Die Wandung 9 weist insbesondere eine Hülsenform auf, wobei der Durchmesser in Richtung der Kuppe 7 abnimmt. Die Verstärkungsstruktur 8 weist eine Vielzahl von Hohlräumen 17 auf. Es sind hier viele Formen möglich, wie beispielsweise Waben, Kugeln, Gitter, schwammartige Strukturen, Stege oder fachwerkartige Verstrebungen. Das Material der Verstärkungs- struktur 8 verbindet voneinander entfernt liegende Seiten der Fühlerspitze 5 so, dass bei einer Druckeinwirkung auf einer Seite ein Gegendruck ausgeübt wird. Die Verstärkungsstruktur 8 kann in der gesamten Fühlerspitze 5 angeordnet sein, wie in Figur 2 gezeigt. Es ist auch möglich, dass sich die Verstärkungsstruktur 8 nur in einem Teil der Fühlerspitze 5 befindet, beispielsweise in einem Teil innerhalb oder in der Nähe der Kuppe 7. Die Verstärkungsstruktur 8 kann derart angeordnet sein, dass sie das Thermoelement nicht berührt und die Temperaturmessung nicht beeinflusst. In den Figuren 4C, 4D und 6 ist eine mögliche Anordnung eines Thermoelements 23 gezeigt, die auch in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel vorliegen kann. Die Verstärkungsstruktur 8 weist beispielsweise um das Thermoelement 23 und/oder um Zuleitungen 24 einen Hohlraum auf. Die Verstärkungsstruktur 8 ist beispielsweise in einem vordersten Bereich der Fühlerspitze 5 nicht vorhanden. Die Verstärkungsstruktur 8 ermöglicht es, die Dicke der Wandung 9 im Vergleich zu herkömmlichen Fühlerspitzen unter Beibehaltung der Robustheit zu reduzieren, so dass die Ansprechzeit verkürzt wird. Es kann auch die Robustheit bei gleichbleibender Dicke der Wandung 9 erhöht werden. Die Außengeometrie der Fühlerspitze 5 kann beispielsweise umlaufend gleichförmig ausgebildet sein, so dass ein Längsschnitt in einer um 90 ° gedrehten Orientierung und der hier gezeigte Längsschnitt entsprechende Geometrien aufweisen. Es ist auch möglich, dass die Fühlerspitze 5 eine Außengeometrie aufweist, die nicht umlaufend homogen ausgebildet ist. Insbesondere kann die Außengeometrie der Fühlerspitze 5 nicht rotationssymmetrisch um eine Längsachse A (Figur 2) des Fühlers ausgebildet sein. Figur 3A zeigt eine Fühlerspitze 5 mit umlaufend inhomogen ausgebildeter Außengeometrie. Figur 3B zeigt eine Aufsicht auf das vordere Ende der Fühlerspitze 5. Figur 3C zeigt einen Längsschnitt durch die Fühlerspitze entlang der Position A – A aus Figur 3B. Ein Längsschnitt entlang der Position B – B kann dem Längsschnitt aus Figur 2 entsprechen. Der Durchmesser D A der Fühlerspitze 5 im Längsschnitt A – A aus Figur 3C nimmt von einer zentralen Position in Richtung der Kuppe 7 schneller ab als der Durchmesser D B im Längsschnitt B – B aus Figur 2. Dies gilt sowohl für den Außendurchmesser der Wandung 9 als auch für den I nnendurchmesser. Die Fühlerspitze weist somit eine schmale Außenseite 10 und eine breite Außenseite 11 auf. Zudem weist die Außenkontur im Längsschnitt A – A aus Figur 3C einen konkaven Verlauf auf. Im Längsschnitt B – B weist die Außenkontur einen konvexen und teilweise geradlinigen Verlauf auf. Insgesamt ist ein vorderer Bereich 12 der Fühlerspitze 5 schwertförmig ausgebildet. Wie in den Figuren 2 und 3C zu sehen ist, nimmt zudem die Wandstärke der Wandung 9 in Richtung der Kuppe 7 ab. Insbesondere sind die Wandstärken S 1A , S 1B in einem Bereich nahe an der Kuppe 7, insbesondere in einem Bereich, in dem der Durchmesser in Richtung der Kuppe 7 abnimmt, geringer als die Wandstärken S 2A , S 2B in einem zentralen Bereich der Fühlerspitze 5, beispielsweise einem Bereich, in dem der Durchmesser noch konstant ist. Aufgrund der inneren Verstärkungsstruktur 8 weist die Fühlerspitze 5 dennoch die erforderliche Robustheit auf. Die Außengeometrie der Fühlerspitze 5 ist strömungsoptimiert, so dass die durch das vorbeiströmende Material auf die Fühlerspitze 5 wirkenden Kräfte reduziert werden. Durch die somit verringerte Reibungswärme wird zudem auch die Genauigkeit der Temperaturmessung erhöht. Dabei ist die Einbauorientierung des Temperaturfühler 1, also die Orientierung um die Längsachse des Temperaturfühlers 1, zu beachten. Um die Krafteinwirkung zu minimieren, sollte der Temperaturfühler 1 derart orientiert sein, dass der Strömungsfluss S (siehe Figur 3B) des Materials auf eine schmale Außenseite 10 der Fühlerspitze 5 gerichtet ist und weniger auf eine breite Außenseite 11 der Fühlerspitze 5. Somit ist die äußere Form und Einbauorientierung an die Strömungsbedingungen innerhalb der Vorrichtung, beispielsweise einer Mischvorrichtung, angepasst. Die Wandstärke kann an einer Position entlang der Längsachse umlaufend homogen sein. Es ist auch möglich, dass sich die Wandstärke umlaufend ändert. Beispielsweise ist die Wandstärke S 1B der Wandung 9 (zu sehen in Schnitt B – B) an der schmalen Außenseite 10 größer als die Wandstärke S 1A (zu sehen in Schnitt A –A) an der breiten Außenseite 11. Insbesondere kann die Wandstärke an denjenigen Außenseiten größer sein, auf die das Medium frontal trifft. Die Figuren 4A und 4B zeigen eine weitere Ausführungsform einer Fühlerspitze 5 für einen Temperaturfühler, beispielsweise für den Temperaturfühler 1 aus Figur 1. Es sind hier Schnittansichten A – A, B – B entsprechend den Ansichten der Figuren 2 und 3C gezeigt. Die Außengeometrie der Fühlerspitze 5 und die Geometrie der Wandung 9 entsprechen der Außengeometrie und der Geometrie der Wandung 9 der Fühlerspitze 5 aus den Figuren 3A und 3B. Lediglich die Verstärkungsstruktur 8 ist hier anders ausgebildet. Figur 5A zeigt eine perspektivische Ansicht der Verstärkungsstruktur 8 der Figuren 4A und 4B. Die Verstärkungsstruktur 8 weist mehrere Streben 13 auf. Die Streben 13 sind fachwerkartig miteinander und mit der Wandung 9 verbunden. Die Streben 13 können einteilig mit der Wandung 9 ausgebildet sein oder nachträglich an der Innenseite der Wandung 9 befestigt sein. Die Streben sind an verschiedenen Stützpunkten 14, 15 an der Wandung 9 befestigt oder gehen dort in die Wandung 14, 15 über. Dabei sind die Stützpunkte 14, 15 einerseits an verschiedenen radialen Positionen umlaufend um die Längsachse A ausgebildet. Darüber hinaus sind die Stützpunkte 14, 15 an verschiedenen Positionen in Richtung der Längsachse A angeordnet. Auf diese Weise kann eine Verstrebung verschiedener Bereiche der Fühlerspitze 5 erzielt werden, so dass die Fühlerspitze 5 verstärkt und versteift wird. Insbesondere wird die Biegesteifigkeit erhöht. Erste Stützpunkte 14 sind in einem mittleren Bereich der Fühlerspitze 5 angeordnet, in dem die Wandung 9 eine größere Wandstärke aufweist als in einem vorderen Bereich. Zudem sind zweite Stützpunkte in einem vorderen Bereich der Fühlerspitze 5 angeordnet, in dem die Wandstärke reduziert ist und in dem der Durchmesser abnimmt. Die Streben 13 verlaufen von den ersten Stützpunkte 14 zu den zweiten Stützpunkten 15 durch den Innenraum der Fühlerspitze 5. Zwischen den Stützpunkten 14, 15 sind mehrere Streben 13 in Knotenpunkten 16 miteinander verbunden. Die Streben 13 bilden somit Verstrebungen verschiedener Bereiche der Wandung 9. Zwischen den Streben 13 ist eine Vielzahl von Hohlräumen 17 ausgebildet. Beispielswiese ist auch zwischen den Knotenpunkten 16 und der Wandung 9 ein Hohlraum 17 vorhanden. Auch direkt an der Kuppe 7 ist zwischen der Verstärkungs- struktur 8 und der Wandung 9 ein Hohlraum 17 ausgebildet. Im Unterschied zu den Figuren 2 und 3C ist die Verstärkungsstruktur 8 auch nur in einer Teillänge der Fühlerspitze 5 vorhanden. Insbesondere reicht die Verstärkungsstruktur 8 von einem mittleren Bereich der Fühlerspitze 5 bis zu einem vorderen Bereich in der Nähe der Kuppe 7. Ein hinterer Bereich ist frei von der Verstärkungsstruktur 8. Zudem führt ein durchgehender Hohlraum entlang der Längsachse A durch die Verstärkungsstruktur 8 hindurch. Dies ermöglicht eine einfache Kabelführung vom Thermoelement, das an der Innenseite der Wandung 9 an der Kuppe 7 angeordnet sein kann, zu einem hinteren Bereich des Temperaturfühlers. Die zu diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Struktur von Hohlräumen 17 kann entsprechend auch bei andersartigen Verstärkungsstrukturen, beispielsweise schwammartigen Strukturen, Kugelstrukturen, gitterförmige Strukturen etc. vorhanden sein. Auch die Anordnung nur in einem mittleren Bereich und in einem vorderen Bereich der Fühlerspitze 5 kann entsprechend sein. Zudem ist es auch möglich, die hier gezeigte fachwerkartige Struktur auch in einem hinteren Bereich der Fühlerspitze 5 auszubilden. Die Figuren 4C und 4D zeigen die Längsschnitte der Fühlerspitze der Figuren 4A und 4B mit eingezeichnetem Thermoelement 23 und elektrischer Zuleitung 24. Das Thermoelement 23 ist an der Kuppe 7 der Fühlerspitze 5 angeordnet. Vorliegend ist das Thermoelement 23 an der Kuppe 7 zumindest teilweise innerhalb der Wandung 9 angeordnet. Eine detaillierte mögliche Anordnung und Befestigung ist in Figur 6 gezeigt. Das Thermoelement 23 ist vorliegend an der Kuppe 7 innerhalb der Wandung 9 befestigt. Es ist auch möglich, dass das Thermoelement 23 an einer Innenseite der Wandung 9 befestigt ist. Das Thermoelement ist beispielsweise durch Löten oder Schweißen an der Wandung befestigt. Durch eine Befestigung des Thermoelements 23 an der Wandung 9 ist eine direkte Temperaturübertragung von der Wandung 9 an das Thermoelement 23 möglich. In einem vordersten Bereich 25 der Fühlerspitze 5, d.h., in einem Bereich von der Kuppe 7 gesehen axial zum Innenraum 5 der Fühlerspitze 5, ist die Verstärkungsstruktur 8 nicht angeordnet. Somit wird das Thermoelement 23 weder von der Verstärkungsstruktur 8 berührt noch ist es von der Verstärkungsstruktur 8 umgeben. Damit wird eine Störung der Temperaturmessung durch die Verstärkungsstruktur 8 verhindert. Somit ist im vordersten Bereich 25 ein Hohlraum 29 ausgebildet, durch den lediglich ein oder mehrere elektrische Zuleitungen 24 geführt sind und in dem zumindest teilweise das Thermoelement 23 angeordnet ist, soweit es nicht vollständig innerhalb der Wandung 9 angeordnet ist. Die Zuleitungen 24 sind vom Thermoelement 23 in axialer Richtung zum hinteren Ende der Fühlerspitze 5 geführt. Die Verstärkungsstruktur 8 weist einen Hohlraum 17 auf, der in axialer Richtung durch die Verstärkungsstruktur 8 führt und in dem die Zuleitungen 24 durch die Verstärkungsstruktur 24 geführt sind. Figur 5B zeigt eine perspektivische Ansicht der Verstärkungsstruktur 8 mit eingezeichnetem Thermoelement 23 gemäß den Figuren 4C und 4D. Figur 5C zeigt eine Ansicht der Verstärkungsstruktur 8 mit eingezeichnetem Thermoelement 23 von vorne. In Figur 5B ist gut zu sehen, dass das Thermoelement 23 nicht von der Verstärkungsstruktur 8 umgeben ist. Das Thermoelement 23 ist in axialer Richtung weiter vorne als die Verstärkungsstruktur 8 angeordnet. In Figur 5C ist gut zu sehen, dass das Thermoelement 23 von der Verstärkungsstruktur 8 auch in radialer Richtung durchgehend beabstandet ist und diese nicht berührt. Figur 6 zeigt im Detail eine Anordnung und Befestigung eines Thermoelements 23 an einer Kuppe einer Fühlerspitze 5. Es kann sich um die Fühlerspitze 5 jedes der vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiele handeln. Bei der Herstellung der Fühlerspitze 5 wird das Thermoelement 23 zumindest teilweise in ein Loch in der Wandung 9 in der Kuppe 7 eingeschoben und dort fixiert. Beispielsweise ist das Thermoelement 23 durch ein Befestigungsmaterial 27 in der Wandung 9 fixiert. Das Thermoelement 23 kann beispielsweise mittels einer Schweißverbindung befestigt sein. Das Befestigungsmaterial 27 kann diesen Bereich der Wandung 9 dann auch nach außen abdichten, so dass das Loch dann geschlossen ist. Es ist auch möglich, dass die Wandung 9 an der Kuppe 7 beim Einbau des Thermoelements 23 kein durchgehendes Loch, sondern nur eine innenliegende Nische aufweist, in der das Thermoelement 23 aufgenommen wird. Die Wandung 9 kann auf ihrer Außenseite auch eine dünne Beschichtung 28 aufweisen, die zum Verschleißschutz ausgebildet ist. Der hier gezeigte vorderste Bereich der Fühlerspitze 5 ist frei von der Verstärkungsstruktur. Somit ist das Thermoelement 23 in keinem axialen Abschnitt von der Verstärkungsstruktur umgeben. Somit kann eine Beeinflussung der Temperaturmessung durch die Verstärkungsstruktur verhindert werden. Lediglich Zuleitungen (hier nicht abgebildet) sind die Verstärkungsstruktur hindurchgeführt. Figur 7 zeigt eine Vergleichsmessung der Ansprechzeiten eines Temperaturfühlers 1 gemäß Figur 1 mit einer Fühlerspitze 5 mit Verstärkungsstruktur 8 gemäß der Ausführungsform der Figuren 4A bis 4D und 5 im Vergleich zu einer herkömmlichen Fühlerspitze ohne Verstärkungsstruktur 8. Die Wandstärke im vorderen Bereich der Fühlerspitze 5 mit Verstärkungsstruktur 8 ist im Vergleich zum herkömmlichen Sensor um fast 30% dünner ausgeführt. Die dadurch verursachte Senkung der Biegesteifigkeit wird durch die Verstärkungs- struktur 8 kompensiert. Bei der Vergleichsmessung wurden die Temperaturfühler 1 jeweils in ein 150 °C heißes Ölbad eingetaucht. Das Diagramm zeigt die Messtemperatur T in Abhängigkeit von der Zeit t. Die Messung des Temperaturfühlers 1 gemäß der Ausführungsform ist in Messkurve 18, die Messung des herkömmlichen Temperaturfühlers in Messkurve 19 dargestellt. Es ist deutlich zu sehen, dass der Temperaturfühler 1 der Ausführungsform deutlich schneller reagiert als der herkömmliche Temperatursensor. Somit kann durch die Verringerung der Wandstärke eine schnellere Wärmeleitung zum Thermoelement erfolgen, ohne dass die Verstärkungsstruktur 8 eine signifikante Wärmeableitung verursacht. Insgesamt wird die Ansprechzeit erhöht, so dass die Sensitivität in Bezug auf Temperaturänderungen bei ausreichendem Widerstand gegen Verformung der Fühlerspitze erhöht wird. Zudem können aufgrund der schnelleren Ansprechzeit der Fühlerspitze 5 hinsichtlich der Temperatur des Materials in der Kammer 3 mögliche Verfälschungen der Temperaturmessung, beispielsweise aufgrund unerwünschter Wärmeströme von Bauteilen, wie einer temperierten Wandung 4 der Vorrichtung, reduziert werden. Somit können Prozessdaten zeitgenauer erfasst und analysiert werden, was zu einer Durchsatzsteigerung und einer besseren Qualität des Prozessergebnisses führt, wie beispielsweise einer Mischung von Kautschukmaterialien und anderen Komponenten. Die Verringerung der Wandstärke an der Fühlerspitze führt insbesondere auch dazu, dass weniger Wärme in den Schaft des Fühlers abgeleitet wird. Dadurch wird der negative Einfluss dieser Wärmeableitung reduziert und der Temperaturfühler misst die Massetemperatur von der Kautschukmischung genauer.

Bezugszeichenliste 1 Temperaturfühler 2 Vorrichtung 3 Kammer 4 Wandung der Vorrichtung 5 Fühlerspitze 6 Gehäuseteil 7 Kuppe 8 Verstärkungsstruktur 9 Wandung der Fühlerspitze 10 schmale Außenseite 11 breite Außenseite 12 vorderer Bereich 13 Strebe 14 erster Stützpunkt 15 zweiter Stützpunkt 16 Knotenpunkt 17 Hohlraum 18 Messkurve 19 Messkurve 20 Innenraum 21 Aufnahmehülse 22 gestufte Außenkontur 23 Thermoelement 24 Zuleitung 25 vorderster Bereich 26 Öffnung 27 Befestigungsmaterial 28 Beschichtung 29 Hohlraum d Bereich D B Durchmesser im Längsschnitt B – B D A Durchmesser im Längsschnitt A – A S Strömungsfluss des Materials A Längsachse S 1A , S 2A Wandstärken im Längsschnitt A - A S 1B , S 2B Wandstärken im Längsschnitt B - B