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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ankopplung eines Temperatursensors
an eine Kraftfahrzeugscheibe.
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Es
ist bekannt, zur Ermittlung der Beschlagneigung der Innenseite einer
Fahrzeugscheibe, deren Temperatur einerseits und die relative Luftfeuchtigkeit
und Temperatur der umgebenden Luft andererseits zu messen und durch
Vergleich der Taupunkttemperatur der Luft mit der Fahrzeugscheibentemperatur
die gewünschte
Aussage zu erhalten. Die Messung der Fahrzeugscheibentemperatur
kann dabei berührungslos
oder berührend
erfolgen.
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Die
Fahrzeugscheibentemperaturmessung mittels eines berührenden
Verfahrens ist auf besonders einfache und kostengünstige Weise
durch einen drahtgebundenen Temperatursensor möglich, der an der Fahrzeugscheibe
angeordnet ist. Hierbei ergibt sich das Problem, eine möglichst
gute thermische Ankopplung des Temperatursensors bei einem geringen
mechanischen Befestigungsaufwand zu erreichen.
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Aus
der
DE 103 58 778
A1 ist es bekannt, den Wärmekontakt zwischen einem Temperatursensor
und einer Meßstelle
durch eine federnde Befestigung des Temperatursensors herzustellen.
Des weiteren wird vorgeschlagen, den Temperatursensor mit einer
wärmeleitenden
Umhüllung
zu versehen. Die beschriebene Anordnung ist zur Messung von strömenden Medien
vorgesehen; entsprechend soll der Temperatursensor vorzugsweise
an einem Rohr befestigt werden. Eine Anordnung, die sich zur vorteilhaften
Befestigung eines Temperatursensors an einer Fahrzeugscheibe eignet,
geht aus diesem Dokument nicht hervor.
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Es
stellte sich die Aufgabe, eine Anordnung zu schaffen, die eine einfache,
kostengünstige
und meßtechnisch
vorteilhafte Ankopplung eines Temperatursensors an eine Fahrzeugscheibe
ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
die Vorrichtung ein Anlageteil aufweist, mit dem der Temperatursensor
verbindbar ist, und dass das Anlageteil mindestens einen einstückig angeformten
Federarm aufweist, der das Anlageteil gegen die Fahrzeugscheibe
oder gegen ein an der Fahrzeugscheibe anliegendes Koppelelement
preßt.
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Das
Anlageteil mit dem mindestens einen angeformten Federarm kann vorteilhaft
als ein sehr einfach geformtes, kostengünstiges Stanzbiegeteil hergestellt
werden. Der Temperatursensor ist vorteilhafterweise vormontierbar
ausgeführt
und bei Einbau in das Kraftfahrzeug bereits mit dem Anlageteil verbunden.
Die Ankopplung des Temperatursensors an die Fahrzeugscheibe erfolgt
durch Federkraft, wobei allerdings nicht der Temperatursensor selber,
sondern das montagegünstiger
geformte Anlageteil an die Fahrzeugscheibe gepreßt wird. Damit kann der Montageaufwand
besonders gering gehalten werden.
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Vorteilhaft
ist, dass der Temperatursensor keine feste Verbindung mit der Fahrzeugscheibe
eingeht, wodurch bedarfsweise sowohl die Fahrzeugscheibe als auch
der Temperatursensor einzeln austauschbar sind.
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Ebenfalls
vorteilhaft ist, dass der Federarm Toleranzen hinsichtlich der Geometrie
der Fahrzeugscheibe und gegebenenfalls eines daran angeordneten
Sensorgehäuses
selbsttätig
ausgleichen kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Das
Anlageteil kann als ein einfaches flächiges Teil ausbildet sein
oder aber auch den Temperatursensor mehr oder weniger umschließen. Als
besonders vorteilhaft hat sich eine wannenartige Form für das Anlageteil
erwiesen, da es so einfach durch Stanzen herstellbar ist, und gleichzeitig
mit seinen Rändern
den Temperatursensor teilweise umfasst. Zudem ermöglicht diese
Formgebung auf besonders einfache Weise, den Temperatursensor mit
einem wärmeleitenden
Material zu umgeben, welches einfach in die wannenförmige Aufnahme
des Anlageteils eingefüllt
werden kann. Das wärmeleitende
Material kann idealerweise gleichzeitig zum Befestigen des Temperatursensors
am Anlageteil dienen, indem es beispielsweise in der wannenförmigen Aufnahme aushärtet und
den Temperatursensor einschließt.
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Der
mindestens eine an das Anlageteil angeformte Federarm kann sich
vorteilhaft an einem mit der Fahrzeugscheibe verbundenen Gehäuseteil
abstützen,
wobei das Gehäuseteil,
vorzugsweise im Inneren des Gehäuses
liegende, Aufnahmen zum Befestigen eines Abschnitts des Federarms
aufweist. Der Federarm kann sich aber auch direkt an Fahrzeugteilen,
wie zum Beispiel dem Armaturenbrett, dem Fahrzeughimmel oder dem
Innenspiegel abstützen.
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Besonders
vorteilhaft ist, wenn an das Anlageteil mehrere Federarme angeformt
sind, die unterschiedlich ausgerichtet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform
sind drei am Anlageteil angeformte Federarme vorgesehen, von denen
sich zwei parallel zueinander erstrecken und ein dritter Federarm
die Erstreckungsrichtung der beiden vorgenannten Federarme kreuzt.
Die freien Endabschnitte der Federarme bilden drei Befestigungspunkte,
die eine lagegenaue Ausrichtung des Temperatursensors an der Fahrzeugscheibe
ermöglichen.
Vom besonderem Vorteil dabei ist, wenn die Federkraft des dritten,
einzeln ausgerichteten Federarms betragsmäßig etwa gleichgroß zur gesamten
Federkraft der beiden einander parallelliegenden Federarme ist.
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Die
vorzugsweise als Stanzbiegeteil hergestellte Vorrichtung, die das
Anlageteil mit den angeformten Federarmen bildet, besteht vorteilhafterweise
aus einem gut wärmeleitenden
Material, das eine gute thermische Ankopplung des Temperatursensors an
die Fahrzeugscheibe gewährleistet.
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Damit
der Temperatursensor Temperaturänderungen
an der Fahrzeugscheibe möglichst
trägheitsfrei
erfasst, ist es wünschenswert,
dass die Federarme von dem Anlageteil so gut wie möglich thermisch
entkoppelt sind. Hierzu können
vorteilhaft Ausnehmungen in die Federarme eingebracht sein, die den
Wärmeübergang
zwischen dem Anlageteil und den Federarmen erschweren. Diesbezüglich ebenfalls
vorteilhaft können
die Federarme auch schmaler ausgebildete Abschnitte aufweisen. Besonders
vorteilhaft ist es, beide Maßnahmen
in Kombination miteinander vorzusehen.
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Im
folgenden sollen mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden.
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Es
zeigen die
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1 bis 3 jeweils
eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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4 eine
Teilansicht der Vorrichtung nach der 3,
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5 eine
Ansicht einer in einem Gehäuse angeordneten
Vorrichtung.
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Die 1 zeigt
eine Vorrichtung zur Ankopplung eines Temperatursensors (1)
an eine Fahrzeugscheibe. Die Vorrichtung besteht aus einem Anlageteil
(2), an das drei Federarme (3a, 3b, 3c)
einstückig angeformt
sind. Die gesamte Vorrichtung ist als ein einstückig ausgebildetes Stanzbiegeteil
hergestellt. In der Mulde des wannenförmigen Anlageteils (2)
ist der Temperatursensor (1) mittels eines nicht dargestellten
wärmeleitenden
Vergußmaterials
befestigbar. Der Temperatursensor (1) weist zwei Zuleitungen
(7) auf, an deren Leitungsenden ein Steckverbinder (4)
zur Ankopplung an eine ebenfalls nicht dargestellte Elektronik angebracht
ist.
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Die
Unterseite des Anlageteils (2) ist als eine ebene Fläche ausgebildet,
die durch die Federarme (3a, 3b, 3c)
an eine Fahrzeugscheibe anpressbar ist. Hierdurch ist eine gute
thermische Ankopplung des Temperatursensors (1) an die
Fahrzeugsscheibe gegeben, unter der Voraussetzung, dass die Fahrzeugscheibe
im Anpressbereich des Anlageteils (2) eine ebene Fläche ausbildet.
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Der
Flächenkontakt
zwischen dem Anlageteil (2) und der Fahrzeugscheibe kann
verbessert werden, wenn zwischen Anlageteil (2) und Fahrzeugscheibe
eine, vorzugsweise duktile, wärmeleitende Folie
(12) angeordnet wird, die eventuell vorhandene Unebenheiten
zwischen den Kontaktflächen
dieser Komponenten ausgleicht.
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Die
Verwendung einer wärmeleitenden
Folie (12) schafft überdies
die Möglichkeit,
den Temperatursensor an eine gewölbte
Fahrzeugscheibe anzukoppeln, da es ohne ein duktiles Koppelelement
nur zu einer Punkt- bzw. Linienberührung zwischen der gewölbten Fahrzeugscheibe
und der ebenen Unterseite des Anlageteils (2) kommen würde.
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Die
drei Federarme (3a, 3b, 3c) sind seitlich des
Anlageteils (2) derart angeformt, dass zum einen das Anlageteil
(2) mit einer gleichmäßigen Kraft
an die Fahrzeugscheibe gedrückt
wird und zum anderen die Toleranzen, die sowohl aus dem Stanzbiegeteil mit
der wärmeleitenden
Folie (12), als auch aus dem System, in dem dieser Temperatursensor
eingesetzt wird, resultieren, kompensiert werden können.
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Damit
auf beide Seiten des Anlageteils (2) gleichgroße Federkräfte wirken,
muß der
einzeln angeordnete Federarm (3a) eine etwa gleichgroße Federkraft
aufbringen wie die beiden parallelen Federarme (3a, 3c)
zusammen. Eine solche Kraftverteilung wird durch unterschiedlich
breite Federarme (3a, 3c bzw. 3b) erreicht.
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Die
drei Federarme (3a, 3b, 3c) sind so an das
Anlageteil (2) angebunden, dass bei einer Winkelabweichung
zwischen Fahrzeugscheibe und Anlageteil (2), sich das Anlageteil
(2) der Neigung anpasst. Dieser Toleranzausgleich wird
dadurch erleichtert, dass die Federarme ein gewisses Übermaß aufweisen.
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Um
die Wärmeleitung
zwischen dem die Scheibe kontaktierenden Anlageteil (2)
und den in Luft befindlichen Federarmen (3a, 3b, 3c)
zu minimieren, sind die Übergangsstellen
zwischen dem Anlageteil (2) und den Federarmen (3a, 3b, 3c)
in unmittelbarer Nähe
des Anlageteils (2) platziert und mit einem minimalen Materialquerschnitt
gestaltet.
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Die 2 und 3 zeigen
zwei Ausführungsvarianten
der in der 1 dargestellten Vorrichtung.
Die Vorrichtung gemäß der 2 unterscheidet
sich von der zuvor beschriebenen Vorrichtung dadurch, dass das Anlageteil
(2) statt drei nur zwei Federarme (3a', 3b') aufweist,
die sich zudem nicht nebeneinanderliegend überkreuzen, sondern direkt
aufeinander zulaufend ausgerichtet sind. Lediglich einer der Federarme
(3a', 3b') ist zur Befestigung
bzw. zur Abstützung
der Vorrichtung vorgesehen, nämlich
der freie Endabschnitt des Federarms (3a'), der zur Fixierung der Vorrichtung
an einer nicht dargestellten, geeigneten Stelle dient.
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Die
vergleichsweise breiten Federarme (3a', 3b') bilden relativ starke Federkräfte aus.
Des weiteren ist erkennbar, dass bei einem Zusammenpressen der Vorrichtung,
sich der freie Endabschnitt des Federarms 3b' am Federarm 3a' abstützt. In
beide Federarme (3a', 3b') sind relativ
großflächige Ausnehmungen
eingebracht, welche den Wärmeübergang
in die freien Endabschnitte der Federarme (3a', 3b') erschweren
und darüber
hinaus die Wärmekapazität der Vorrichtung
vermindern.
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Die
in der 3 dargestellte Ausführungsform entspricht von der
Anordnung der Federarme (3a'', 3b'', 3c'')
her der Vorrichtung gemäß der 1. Als
besonders vorteilhafte Ausgestaltung sind bei der in der 3 vorgestellten
Vorrichtung die Federarme (3a'', 3b'', 3c'')
im Bereich der Verbindungsstellen zum Anlageteil (2) nicht
nur mit schmaler ausgebildeten Abschnitten (5a', 5b') sondern darüber hinaus noch
mit in die Federarmanbindung eingebrachten Ausnehmungen (6a', 6b') versehen.
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Dies
verdeutlicht die 4, in der das Anlageteil (2)
und die daran angeformten, verkürzt
dargestellten, Federarme (3a'', 3b'', 3c'')
vergrößert in
einer Draufsicht dargestellt sind. Erkennbar ist, dass im Bereich
der Anbindung der Federarme (3a'', 3b'', 3c'')
an das Anlageteil (2), die Federarme (3a'', 3b'', 3c'') besonders schmal ausgeführte Bereiche
(5a', 5b') aufweisen.
Zusätzlich
sind in diesen Bereichen (5a', 5b') jeweils ovale,
in der Richtung der Federarme (3a'', 3b'', 3c'')
ausgerichtete Ausnehmungen (6a', 6b') eingebracht, so dass die Federarme
(3a'', 3b'', 3c'')
jeweils nur über
zwei sehr schmale Stege mit dem Anlageteil (2) verbunden
sind. Hierdurch wird eine minimale thermische Verbindung zwischen Anlageteil
(2) und den Federarmen (3a'', 3b'', 3c'') erreicht.
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Die 5 skizziert
die Anordnung einer Vorrichtung in einem Gehäuse (8), das mit einer
Fahrzeugscheibe verbindbar ist. Das im Schnitt dargestellte Gehäuse (8)
ist zweiteilig ausgeführt
und besteht aus einem auf zwei Seiten offenen zylinder- oder quaderförmigen Gehäuseteil
(8a), welches auf seiner Oberseite mit einem verrastbaren
Gehäusedeckel
(8b) geschlossen werden kann. Mit seiner Unterseite kann
das Gehäuseteil
(8a) auf geeignete Weise auf der Innenseite der Fahrzeugscheibe
aufliegend befestigt sein.
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Der
mit den Zuleitungen (7) des Temperatursensors (1)
verbundene Steckverbinder (4) stellt die elektrische Verbindung
zu einer innerhalb des Gehäuses
(8) angeordneten Elektronik her.
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Um
die Montage des Temperatursensors (1) in ein Gehäuse (8)
einfach zu gestalten, sind die Enden der Federarme (3a, 3b, 3c)
so ausgeformt, dass sie durch einfaches Einlegen auf entsprechend
geformte Aufnahmen (9a, 9b) im Gehäuseteil
(8a) gelegt werden, von denen sie nicht herunter rutschen können. Der
Gegenhalt wird durch Rippen (11a, 11b) im Gehäusedeckel
(8b) realisiert. Diese werden mit einem definierten Abstand
bis kurz über
die Aufnahmen der Federarme (3a, 3b, 3c)
geführt,
damit diese nicht aus den Aufnahmen (9a, 9b) springen
können, aber
genügend
Freiraum haben um sich um die Aufnahme (9a, 9b)
im Gehäuseteil
(8a) bewegen zu können.
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Wird
das Gehäuseteil
(8a) an der Fahrzeugscheibe befestigt, so gelangt zunächst das
aus der unteren Gehäuseöffnung herausragende
Anlageteil (2) bzw. eine an der Unterseite des Anlageteils
(2) angebrachte gut wärmeleitende
Folie (12) in Kontakt mit der Fahrzeugscheibe. Bei der
weiteren Annäherung
des Gehäuseteils
(8a) an die Fahrzeugscheibe federn die Federarme (3a, 3b, 3c)
ein und pressen das Anlageteil (2) bzw. die wärmeleitende
Folie (12) gegen die Fahrzeugscheibe.
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- 1
- Temperatursensor
- 2
- Anlageteil
- 3a,
3b, 3c, 3a', 3b', 3a'', 3b'', 3c''
- Federarme
- 4
- Steckverbinder
- 5a,
5b, 5a', 5b'
- schmaler
ausführte
Bereiche
- 6a,
6b, 6a', 6b'
- Ausnehmungen
- 7
- Zuleitung
- 8
- Gehäuse
- 8a
- Gehäuseteil
- 8b
- Gehäusedeckel
- 9a,
9b
- Aufnahmen
- 10
- Stege
- 11a,
11b
- Rippen
- 12
- Koppelelement
(wärmeleitende
Folie)