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Die
Erfindung geht aus von einer Haltevorrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Es
sind Haltevorrichtungen zum Halten eines Temperatursensors an einem
Trägerteil
und zum Erzeugen einer Anlagekraft des Temperatursensors an einem
Messobjekt bekannt, die zwei- oder mehrteilig ausgebildet sind.
Bekannte Haltevorrichtungen umfassen jeweils ein aus Kunststoff
ausgebildetes, sockelartiges Befestigungselement, das mit dem Trägerteil
verbunden werden kann, und ein als Spiralfeder ausgebildetes elastisches
Element, das eine elastische Verbindung zwischen dem Befestigungselement
und dem Trägerteil
vermittelt, durch die ein Ausgleich von Montagetoleranzen zwischen
dem Trägerteil
und dem Messobjekt ermöglicht
wird. Gleichzeitig wird durch eine von dem elastischen Element erzeugte
Anlagekraft stets ein guter thermischer Kontakt zwischen dem Temperatursensor
und den Messobjekt vermittelt, während
das elastische Element den Temperatursensor von dem Befestigungselement
und von dem Trägerteil
weitgehend thermisch isoliert.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Haltevorrichtung mit
verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Montage bereitzustellen
und zudem Kosteneinsparungspotenziale zu realisieren.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
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Die
Erfindung geht aus von einer Haltevorrichtung mit wenigstens einem
elastischen Element zum Erzeugen einer Anlagekraft eines Temperatursensors
an einem Messobjekt und mit einem Befestigungselement zum Befestigen
des elastischen Elements und des Temperatursensors an einem Trägerteil.
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Es
wird vorgeschlagen, dass das elastische Element einstückig mit
dem Befestigungselement ausgebildet ist. Durch eine Reduktion der
Bauteilvielfalt kann eine Montage vereinfacht werden und es können Kosten
eingespart werden. Durch eine geeignete Formgebung kann gleichzeitig
eine gute thermische Isolation des Temperatursensors von dem Trägerteil
gewährleistet
werden.
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Ist
das Befestigungselement zum Befestigen des elastischen Elements
und des Temperatursensors an einer Induktionseinheit eines Induktionskochfelds
vorgesehen, kommen die Vorteile des elastischen Elements hinsichtlich
einer Schwingungsabschirmung und thermischen Isolation besonders
zum Tragen.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Befestigungselement
wenigstens eine Ausformung aufweist, die zum Herstellen eines Abstands
zwischen dem Temperatursensor und dem Trägerteil vorgesehen ist. Dadurch
kann ein Luftspalt zwischen dem Temperatursensor und dem Trägerteil
erzeugt werden, der den Temperatursensor weitgehend von dem Befestigungselement
entkoppelt.
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Weist
das Befestigungselement drei Ausformungen auf, die als Kontaktpunkte
zum Stützen
des Temperatursensors ausgelegt sind, kann eine Kontaktfläche zwischen
dem Befestigungselement bei gleichzeitig mechanisch definierter
Halterung minimiert werden. Dadurch wird gleichzeitig die Wärmeleitfähigkeit
der Verbindung zwischen dem Befestigungselement und dem Temperatursensor
minimiert.
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Ist
das elastische Element dazu vorgesehen, am Trägerteil abgestützt zu sein
anstatt zwischen dem Befestigungselement und dem Temperatursensor
angeordnet zu sein, kann eine sichere Führung des Temperatursensors
in einer Richtung erreicht werden.
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Umfasst
die Haltevorrichtung zumindest zwei symmetrisch angeordnete elastische
Elemente, kann ein Verkippen der Haltevorrichtung durch eine Belastung
des auf der Haltevorrichtung angeordneten Temperatursensors vermieden
werden.
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Eine
Beeinflussung der Messgenauigkeit bzw. eine Verlängerung der Ansprechzeit des
Temperatursensors durch eine hohe Wärmekapazität des Befestigungselements
kann vermieden werden, wenn das Befestigungselement aus Metall besteht.
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Eine
besonders kostengünstige
Herstellung kann erreicht werden, wenn das Befestigungselement als
Stanz-Biegeblechteil ausgebildet ist.
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Dabei
kann eine effektive Federwirkung bei gleichzeitiger konstruktiver
Einfachheit erreicht werden, wenn das elastische Element laschenförmig ausgebildet
ist.
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Ein
einfaches Kontaktieren des Temperatursensors kann gewährleistet
werden, wenn das Befestigungselement in einer Stützfläche zum Stützen des Temperatursensors
zu diesem Zweck wenigstens einen Durchbruch aufweist. Eine Kante
des Durchbruchs kann beispielsweise auch zum Verbinden des Temperatursensors
mit dem Befestigungselement genutzt werden. Der Temperatursensor
kann in den Durchbruch eingesteckt, mit dem Durchbruch verrastet
oder in dem Durchbruch verklemmt sein.
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Weist
der Durchbruch einen seitlichen, sich in der Stützfläche erstreckenden Zugangsschlitz
zum Einführen
einer Verkabelung des Temperatursensors auf, kann der Temperatursensor
vor dem Verbinden mit dem Befestigungselement verkabelt werden,
wodurch Montagekosten eingespart werden können.
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Ein
unbeabsichtigtes Herausrutschen der Verkabelung kann vermieden werden,
wenn der Zugangsschlitz dazu vorgesehen ist, im montierten Zustand
des Befestigungselements von dem Trägerteil verschlossen zu sein.
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Eine
einfache und schnelle Montage des Befestigungsteils an dem Trägerteil
kann erreicht werden, wenn das Befestigungselement zumindest ein Rastelement
zum Verrasten mit dem Trägerteil
aufweist.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 ein
Befestigungselement mit vier elastischen Elementen zum Befestigen
eines Temperatursensors an einem Trägerteil,
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2 das
Befestigungselement aus 1 mit einem Temperatursensor
und
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3 das
Befestigungselement mit einem Temperatursensor und einem Messobjekt
in einem montierten Zustand.
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1 zeigt
eine Haltevorrichtung mit insgesamt vier elastischen Elementen 10–16 zum
Erzeugen einer Anlagekraft 60 eines Temperatursensors 18 an
einem Messobjekt 20 und mit einem Befestigungselement 22 zum
Befestigen der elastischen Elemente 10–16 und des Temperatursensors 18 an einem
Trägerteil 24,
und zwar an einer Induktionseinheit eines Induktionskochfelds (3).
Das Messobjekt 20 ist im vorliegenden Fall eine Abdeckplatte
des Induktionskochfelds, die aus Glaskeramik ausgebildet ist. Die
Haltevorrichtung und eine Aufnahme der Haltevorrichtung an dem Trägerteil 24 sind
so beschaffen, dass der Temperatursensor 18 im fertig montierten
Zustand im Zentrum eines von der Induktionseinheit betriebenen Kochfelds
an der Unterseite der Abdeckplatte bzw. des Messobjekts 20 zur
Anlage kommt. Das Zentrum des Kochfelds ist im Betrieb der heißeste Ort
und die Temperatur im Zentrum ist eine geeignete Kenngröße für die Temperatur
weiterer, temperaturempfindlicher Elektronikbausteine des Induktionskochfelds.
Das Signal des Temperatursensors 18 kann daher von einer
hier nicht explizit dargestellten, aber an sich bekannten Steuer-
und Regeleinheit des Induktionskochfelds zum Auslösen einer Sicherheitsabschaltung
genutzt werden, die das Induktionsfeld vor Schäden durch ein Überhitzen schützt.
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Das
Befestigungselement 22 ist einstückig mit den elastischen Elementen 10–16 ausgebildet und
als Stanz-Biegeblechteil aus einem dünnen elastischen Metall bzw.
aus Stahlblech mit geringer Wärmekapazität gefertigt.
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Das
Befestigungselement 22 weist an seiner Oberseite im Bezug
auf seine Orientierung im montierten Zustand eine Stützfläche 26 auf.
In die Stützfläche 26 sind
in der Anordnung eines gleichseitigen Dreiecks drei noppenartige
Ausformungen 28–32 eingestanzt,
durch die ein Abstand zwischen dem Temperatursensor 18 und
dem Trägerteil 24 herge stellt
wird. Die noppenartigen Ausformungen 28–32 bilden Kontaktpunkte
zum Stützen
des Temperatursensors 18 und gewährleisten eine minimale thermische
Kontaktfläche
zwischen dem Temperatursensor 18 und dem Befestigungselement 22.
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Die
vier elastischen Elemente 10–16 sind paarweise
symmetrisch an der Stützfläche 26 angeordnet
und erstrecken sich seitlich schräg nach unten in Richtung des
Trägerteils 24.
An ihrem Ende sind die ansonsten laschenförmigen elastischen Elemente 10–16 jeweils
zu einer Rundung 34–40 umgebogen,
und zwar so, dass die elastischen Elemente 10–16 im
montierten Zustand am Trägerteil 24 abgestützt sind
(3). Neben den elastischen Elementen 10–16 sind
an die Stützfläche 26 noch
zwei weitere Laschen 42, 44 angeformt, die sich
senkrecht nach unten in der Richtung 46 des Trägerteils 24 erstrecken
und dazu vorgesehen sind, in korrespondierende Schlitze 48, 49 im
Trägerteil 24 einzugreifen (vgl. 2).
Wird die Stützfläche 26 in
der Richtung 46 des Trägerteils 24 belastet,
werden die elastischen Elemente 10–16 in der Art einer
Schenkelfeder gespreizt und gleiten mit den Rundungen 34–40 über die
Oberfläche
des Trägerteils 24,
während
das Befestigungselement 22 durch die Laschen 42, 44 in den
lateralen Richtungen geführt
ist.
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Die
Laschen 42, 44 weisen zudem jeweils ein Rastelement 50, 52 auf,
das ebenfalls laschenförmig
ist und schräg
nach oben von den Laschen 42, 44 absteht. Beim
Einschieben der Laschen 42, 44 in die Schlitze 48 im
Trägerteil 24 verrasten
die Rastelemente 50, 52 mit dem Trägerteil 24 und
kommen an einer Unterseite des Blechmaterials des Trägerteils 24 zur
Anlage, und zwar so, dass die elastischen Elemente 10–16 leicht
vorgespannt sind.
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Eine
besonders kostengünstige
Herstellung kann erreicht werden, wenn das Befestigungselement 22 als
Stanz-Biegeblechteil ausgebildet ist.
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Ein
einfaches Kontaktieren des Temperatursensors 18 ist dadurch
gewährleistet,
dass das Befestigungselement 22 in der Stützfläche 26 zum
im Zentrum des von den noppenartigen Ausformungen 28–32 gebildeten
gleichseitigen Dreiecks einen im Wesentlichem kreisförmigen Durchbruch 54 aufweist.
Der Durchbruch 54 ist zudem zum Verbinden des Temperatursensors 18 mit
dem Befestigungselement 22 ausgelegt. Zur Montage wird
der Temperatursensor 18 in den Durchbruch 54 eingesteckt
und mit dem Durchbruch 54 verrastet.
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Ein
durch zwei der elastischen Elemente 10, 12 begrenzter
Schlitz ist bis in den Durchbruch 54 fortgesetzt und bildet
einen Zugangsschlitz 56, durch den eine Verkabelung des
Temperatursensors 18 in den Durchbruch 54 eingeführt werden
kann. Der Temperatursensor 18 kann dank des Zugangsschlitzes 56 vor
dem Verbinden mit dem Befestigungselement 22 verkabelt
werden, wodurch Montagekosten eingespart werden können.
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Der
Temperatursensor 18 umfasst einen zylindrischen Bereich 62,
der im montierten Zustand in dem Durchbruch 54 verklemmt
ist. Zum Herstellen der Klemmkraft kann sich der Durchbruch 54 im
Bereich des Zugangsschlitzes 56 elastisch aufweiten. Ferner
umfasst der Temperatursensor 18 einen scheibenförmigen Bereich 64,
der einerseits auf der Stützfläche 26 bzw.
auf den Ausformungen 28–32 aufliegt und andererseits
den Kontakt zu dem Messobjekt 20 herstellt (3).
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Dadurch,
dass der Zugangsschlitz 56 im montierten Zustand des Befestigungselements 22 von
dem Trägerteil 24 verschlossen
ist, da beide den Zugangsschlitz 56 begrenzenden elastischen
Elemente 10, 12 mit ihren Rundungen 34–40 am
Trägerteil 24 anliegen,
kann ein unbeabsichtigtes Herausrutschen einer Verkabelung 58 des
Temperatursensors 18 nach der Montage vermieden werden.
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Zur
Montage des Induktionskochfelds bzw. der Haltevorrichtung wird zunächst der
Temperatursensor 18 kontaktiert und mit der Steuer- und
Regeleinheit verbunden. Anschließend wird der Temperatursensor 18 in
den Durchbruch 54 eingeführt, wobei die Verkabelung 58 durch
den Zugangsschlitz 56 geführt wird. Dann wird das Befestigungselement 22 mit den
Laschen 42, 44 in die Schlitze 48 des
Trägerteils 24 eingeführt, und
durch das Ausüben
eines leichten Drucks auf den Temperatursensor 18 werden
die Rastelemente 50, 52 in den Schlitzen 48 verrastet.
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Wird
bei einer Endmontage die Abdeckplatte, d.h. das Messobjekt 20,
mit der Induktionseinheit verbunden, so kommt der Temperatursensor 18 mit der
Anlagekraft 60 an der Abdeckplatte zur Anlage. Durch die
Anlagekraft 60 werden die elastischen Elemente 10–16 gespreizt,
wobei sie mit den Rundungen 34–40 über das
Trägerteil 24 gleiten.
Die Rast elemente 50, 52 können dabei durch die Anlagekraft 60 teilweise
von der Unterseite des Trägerteils 24 abgehoben
werden, wenn die Anlagekraft 60 die Vorspannung der elastischen
Elemente 10–16 übertrifft.
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- 10
- Element
- 12
- Element
- 14
- Element
- 16
- Element
- 18
- Temperatursensor
- 20
- Messobjekt
- 22
- Befestigungselement
- 24
- Trägerteil
- 26
- Stützfläche
- 28
- Ausformung
- 30
- Ausformung
- 32
- Ausformung
- 34
- Rundung
- 36
- Rundung
- 38
- Rundung
- 40
- Rundung
- 42
- Lasche
- 44
- Lasche
- 46
- Richtung
- 48
- Schlitz
- 49
- Schlitz
- 50
- Rastelement
- 52
- Rastelement
- 54
- Durchbruch
- 56
- Zugangsschlitz
- 58
- Verkabelung
- 60
- Anlagekraft
- 62
- Bereich
- 64
- Bereich