DE10035747A1

DE10035747A1 - Temperatursensor, insbesondere NTC-Sensor

Info

Publication number: DE10035747A1
Application number: DE2000135747
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Eberl
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 2000-07-22
Filing date: 2000-07-22
Publication date: 2002-01-31
Anticipated expiration: 2020-07-23
Also published as: DE10035747B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor 1, insbesondere NTC-Sensor, mit DOLLAR A - einem Gehäuse 2 aus Isoliermaterial, DOLLAR A - einem aus einem Blechabschnitt bestehenden Wärmeleitelement 3, das an einer Wandung des Gehäuses 2 angeordnet ist oder diese bildet, DOLLAR A - einem thermischen Sensorelement 6, das im Bereich des Wärmeleitelementes 3 befestigt ist und dieses beaufschlagt sowie DOLLAR A - Anschlußelementen 7, die mit dem Sensorelement 6 in Verbindung stehen und aus dem Gehäuse 2 herausstehen, wobei DOLLAR A - das Wärmeleitelement 3 mit einer zum Gehäuseinnenbereich 4 vorstehenden für das Sensorelement 6 eine flächige Auflage bildenden Ausprägung 8 versehen ist und DOLLAR A - auf der Außenseite 9 des Wärmeleitelementes 3 im der Ausprägung 8 gegenüberliegenden Bereich eine Rückprägung 10 angeordnet ist, durch welche wärmeübertragende Rippen 11 und/oder Vorsprünge 12 gebildet werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor, insbesondere einen NTC-Sensor mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Aus DE 44 27 558 C2 ist ein Temperatursensor bekannt, der ein Gehäuse aus Isoliermaterial aufweist, an dem ein aus einem Blechabschnitt bestehendes Wärmeleitelement angeordnet ist. Das Wärmeleitelement bildet einen Wandabschnitt des Gehäuses und hat die Aufgabe, die Temperatur eines überwachten Gerätes in das Gehäuse ein- und einem thermischen Sensorelement zuzuleiten, das im Bereich des Wärmeleitelementes befestigt ist und dieses beaufschlagt. Außerdem sind Anschlußelemente vorgesehen, die aus dem Gehäuse herausstehen und im Gehäuseinnenbereich mit dem Sensorelement in elektrischer Verbindung stehen.

Der Temperatursensor nach dem genannten Stand der Technik hat sich zwar von seinem Grundaufbau her bewährt, kann aber insofern nachteilig sein, als bei der Montage des fertigen Gerätes oder auch beim Zusammenbau des Temperatursensors selbst es im Bereich des Wärmeleitelementes zu leichten Verbiegungen oder Verwerfungen kommen kann, so daß das Sensorelement im Innenbereich des Gehäuses nicht mehr satt auf der wärmeleitenden Oberfläche aufliegt. Ein nur teilweiser Wärmekontakt zwischen dem Wärmeleitelement und dem Sensorelement kann zu Fehlmessungen führen. Aus diesem Grunde wurde zwischen dem Wärmeleitelement und dem Sensorelement eine wärmeleitende Paste eingesetzt.

Der Erfindung/Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperatursensor mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 als derart auszubilden, daß infolge von Verwerfungen des Wärmeleitelementes auftretende Fehlmessungen sowie Wärmeleitpasten vermieden werden und insbesondere Vor- oder Endmontagevorgänge am Temperatursensor bzw. des Temperatursensors ohne Einwirkung auf den Kontakt zwischen Wärmeleitelement und Sensorelement sind. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-13.

Als Kern der Erfindung/Neuerung wird es angesehen, das Wärmeleitelement mit einer zum Gehäuseinnenbereich vorstehenden Ausprägung zu versehen, die für das Sensorelement eine flächige, plattenartige Auflage bildet. Durch den so gebildeten stufigen Absatz wird mit Erfolg verhindert, daß beispielsweise durch Aufbiegungen des Wärmeleitelementes zur Bildung von mit dem aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuse zusammenwirkenden Halteelementen der Anlagebereich des Sensorelementes verzogen oder verworfen wird.

Um die Wärmeeinleitung vom überwachten Gerät in das Wärmeleitelement sicherzustellen, sind auf der Außenseite der Ausprägung eine oder mehrere Rückprägungen angeordnet, durch welche wärmeübertragende Rippen und/oder Vorsprünge gebildet werden. Durch eine solche auf der Außen- und Innenseite des Wärmeleitelementes angeordnete Prägestruktur, die beispielsweise durch einen Fließprägevorgang erzeugt werden kann, wird das Wärmeleitvermögen des Wärmeleitelementes aufrechterhalten, dabei aber eine soweitgehende mechanische Entkopplung von Biegekräften auf den Auflagebereich erreicht, daß die Ebenheit der Auflage des Sensorelementes sichergestellt ist.

Die Rückprägung auf der Außenseite des Wärmeleitelementes soll vorteilhafterweise eine Mehrzahl von Vorsprüngen aufweisen. Diese können durch eine waffel- oder prismenartige Prägestruktur gebildet werden. Es ist aber auch möglich, eine aus kreisförmigen Rippen bestehende Prägestruktur vorzusehen oder den Rippen eine andere, beliebige Form zu geben. Bedeutsam ist, daß die Einprägungen auf der Außenseite, d. h. die Vertiefungen zwischen den Rippen oder den Vorsprüngen der waffelartigen Struktur ausreichend Prägemasse zur Verfügung stellen, um durch Fließprägung die flächige Erhebung auf der Innenseite des Wärmeleitelementes zu bilden bzw. zu füllen.

Vorteilhafterweise haben die Aufbiegungen im Randbereich des Wärmeleitelementes einen Abstand von den Prägungen, wodurch die Gefahr von Verwerfungen des Prägebereiches weiter verhindert wird.

Ansprüche 6 und 7 lehren vorteilhafte Dimensionierungen der Prägehöhen bzw. Prägetiefen der Durch- bzw. Einprägungen. Die vorteilhaften Dimensionierungsangaben in den weiteren Unteransprüchen setzen die Ausprägung, die Einprägung und die Größe des Sensorelementes miteinander in Bezug.

Die Erfindung ist anhand vorteilhafter Ausführungsbeispiele in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Temperatursensors, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch das Wärmeleitelement;

Fig. 3 eine Draufsicht in Blickrichtung A auf die Oberseite des Wärmeleitelementes;

Fig. 4 eine Ansicht der Unterseite des Wärmeleitelementes;

Fig. 5 eine weitere Ansicht der Unterseite des Wärmeleitelementes.

Der in Zeichnungsfigur dargestellte Temperatursensor 1 weist ein Gehäuse 2 aus Isoliermaterial auf, an dem ein Wärmeleitelement 3 angeordnet ist, das das Gehäuse 2 an seiner in der zeichnerischen Darstellung unteren Seite abschließt. Auf der dem Gehäuseinnenbereich 4 zugewandten Oberseite 5 des Wärmeleitelementes 3 ist in thermischen Kontakt mit diesem ein blättchenartiges Sensorelement 6 angeordnet. Im oberen Bereich des Gehäuses 2 sind Anschlußelemente 7 befestigt, die elektrisch mit dem Sensorelement 6 verbunden sind.

Das Wärmeleitelement 3 ist mit einer zum Gehäuseinnenbereich 4 vorstehenden flächigen Ausprägung 8 versehen, die für das Sensorelement 6 eine flächige Auflage bildet. An der Außenseite 9 des Wärmeleitelementes 3 ist im der Ausprägung 8 gegenüberliegenden Bereich eine Rückprägung 10 vorgesehen, durch welche wärmeübertragende Rippen 11 oder Vorsprünge 12 gebildet werden.

Im einzelnen ergibt sich dabei auf der Außenseite 9 entweder eine waffelartige Prägestruktur 13, wie sie in Zeichnungsfigur 4 dargestellt ist oder eine ringartige Prägestruktur 14, die sich im einzelnen aus Zeichnungsfigur 5 ergibt.

Die Ausprägung 8 auf der Oberseite 5 des Wärmeleitelementes 3 und Prägestrukturen 13, 14 werden durch nur einen einheitlichen Fließprägevorgang gebildet.

Das Wärmeleitelement 3 ist im Bereich der Seitenkanten 15 zumindest abschnittsweise hochgebogen, die Ausprägungen und die Prägestrukturen sind von der Biegekante beabstandet.

Die Prägehöhe 16 der Ausprägung 8 auf der Innenseite des Wärmeleitelementes 3 liegt im Bereich vom 0,03 bis 0,08 mm. Die Prägetiefe 17 der Rückprägung 10 auf der Außenseite 9 des Wärmeleitelementes 3 liegt etwa im Bereich vom 0,05 bis 0,15 mm.

Die dem Sensorelement 6 zugewandte Oberfläche der Ausprägung 8 auf der Oberseite 5 des Wärmeleitelementes 3 ist eben. Die Ausprägung 8 auf der Oberseite 5 des Wärmeleitelementes 3 hat außerdem einen runden Querschnitt, wie er sich auf Fig. 3 ergibt.

Aus Zeichnungsfigur 2 ergibt sich noch, daß die radial außenliegenden Rückprägungen 10 auf der Außenseite 9 des Wärmeleitelementes 3 und der Außenbereich 18 der Ausprägung 8 sich gegenüberliegen und die dem Sensorelement 6 abgewandten, durch Prägung erzeugten Oberflächen 19 der Rippen 11 oder Vorsprünge 12 in einer Ebene mit der Außenseite 9 des Wärmeleitelementes 3 liegen. Der Durchmesser der Ausprägung 8 bzw. der Rückprägungen 10 ist so gewählt, daß das Sensorelement 6 mit seinen Kanten über die Ausprägung 8 hinaussteht.

Aus den Zeichnungsfiguren 2-5 ist noch ersichtlich, daß das Wärmeleitelement 3 so gestaltet ist, daß zwei Gehäuseeinheiten darauf befestigt werden können.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Temperatursensor

2

Gehäuse

3

Wärmeleitelement

4

Gehäuseinnenbereich

5

Oberseite

6

Sensorelement

7

Anschlußelement

8

Ausprägung

9

Außenseite

10

Rückprägung

11

Rippen

12

Vorsprünge

13

Prägestruktur

14

Prägestruktur (ringartig)

15

Seitenkanten

16

Prägehöhe

17

Prägetiefe

18

Außenbereich

19

Oberfläche

Claims

1. Temperatursensor (1), insbesondere NTC-Sensor, mit
einem Gehäuse (2) aus Isoliermaterial,
einem aus einem Blechabschnitt bestehenden Wärmeleitelement (3), das an einer Wandung des Gehäuses (2) angeordnet ist oder diese bildet,
einem thermischen Sensorelement (6), das im Bereich des Wärmeleitelementes (3) befestigt ist und dieses beaufschlagt sowie
Anschlußelementen (7), die mit dem Sensorelement (6) in Verbindung stehen und aus dem Gehäuse (2) herausstehen, dadurch gekennzeichnet, daß
das Wärmeleitelement (3) mit einer zum Gehäuseinnenbereich (4) vorstehenden, für das Sensorelement (6) eine flächige Auflage bildenden Ausprägung (8) versehen ist und
auf der Außenseite (9) des Wärmeleitelementes (3) im der Ausprägung (8) gegenüberliegenden Bereich eine Rückprägung (10) angeordnet ist, durch welche wärmeübertragende Rippen (11) und/oder Vorsprünge (12) gebildet werden.

2. Temperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite (9) des Wärmeleitelementes (3) innerhalb des Erstreckungsbereiches des Sensorelementes (6) eine waffelartige Prägestruktur (13) angeordnet ist.

3. Temperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite (9) des Wärmeleitelementes (3) innerhalb des Erstreckungsbereiches des Sensorelementes (6) eine mindestens eine kreisförmig verlaufende Rippe (11) umfassende ringartige Prägestruktur (14) angeordnet ist.

4. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausprägung (8) an der Oberseite (5) des Wärmeleitelementes (3) und die Prägestrukturen (13, 14) an der Außenseite (9) des Wärmeleitelementes (3) durch einen Fließprägevorgang gebildet sind.

5. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (3) im Bereich seiner Seitenkanten (15) zumindest abschnittsweise hochgebogen ist und die Prägungen (Ausprägung 8, Rückprägung 10) von der Biegekante beabstandet sind.

6. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägehöhe (16) der Ausprägung (8) auf der Oberseite (5) des Wärmeleitelementes (3) im Bereich von 0,03-0,08 mm liegt.

7. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägetiefe (17) der Rückprägung(en) (10) auf der Außenseite (9) des Wärmeleitelementes (3) etwa im Bereich vom 0,05-0,15 mm liegt.

8. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Sensorelement (6) zugewandte Oberfläche der Ausprägung (8) auf der Oberseite (5) des Wärmeleitelementes (3) eben ist.

9. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausprägung (8) auf der Oberseite (5) des Wärmeleitelementes (3) einen runden Querschnitt hat.

10. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die radial außenliegenden Rückprägungen (10) auf der Außenseite (9) des Wärmeleitelementes (3) und der Außenbereich (18) der Ausprägung (8) gegenüberliegen.

11. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Sensorelement (6) abgewandten, durch Prägung erzeugten Oberflächen der Rippen (11) oder Vorsprünge (12) in einer Ebene mit der Außenseite (9) des Wärmeleitelementes (3) liegen.

12. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Prägungen (Ausprägung 8, Rückprägung 10) auf der Innen- bzw. Außenseite des Wärmeleitelementes (3) kleiner ist als der Durchmesser des Sensorelementes (6).

13. Temperatursensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitelement (3) zwei Gehäuse trägt, wobei in dem ersten Gehäuse (2) der Temperatursensor angeordnet ist und daneben liegend in einem zweiten Gehäuse ein weiteres thermisches Schaltelement angeordnet ist.