DE102007015231A1 - Vorrichtung zur Ermittlung einer Raumtemperatur, insbesondere der Fahrzeuginnenraumtemperatur - Google Patents

Vorrichtung zur Ermittlung einer Raumtemperatur, insbesondere der Fahrzeuginnenraumtemperatur Download PDF

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Roland Haussmann
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Abstract

Eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Raumtemperatur weist ein dünnes, flächiges Wärmetauschelement (34) auf, das über ein Wärmeleitteil (32) mit einem rückseitigen Temperatursensor (24) gekoppelt ist. Die Außenseite des Wärmetauschelements (34) hat eine Wärmeaustauschfläche (A), die wesentlich größer als die vom Außenumfang des Wärmeleitteils (32) umschriebene Fläche (B) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur in einem durch eine Außenseite einer Wand begrenzten Raum, insbesondere in einem Innenraum eines Fahrzeugs.
  • Es ist sehr schwierig, bei klimatisierten Räumen eine repräsentative Aussage über die Innenraumtemperatur zu erhalten. Luftströmungen oder Sonneneinstrahlung auf unterschiedliche Flächen können zu stark unterschiedlichen Temperaturbereichen führen. Eine weitere Schwierigkeit bei der Temperaturermittlung ist die Positionierung des Temperatursensors und dessen Konstruktion, die bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen zu Meßwertschwankungen führen können. Diese Probleme treten verschärft bei der Fahrzeuginnenraumtemperaturbestimmung auf.
  • Aus der EP 1 195 275 A1 ist eine Vorrichtung zur Ermittlung der Fahrzeuginnenraumtemperatur bekannt, bei der ein Sonnensensor geringfügig gegenüber einer aufgesetzten Verkleidung vorsteht. An der zylindrischen Umfangswand des Sonnensensors ist darüber hinaus ein Wärmeleitteil angebracht, welches die Wärme zu einem rückseitig des Sonnensensorgehäuses angeordneten Temperatursensor übertragen soll. Die Aufheizung des Sonnensensorgehäuses beeinflußt auch die Temperatur des Wärmeleitteils, welches nur mit seinem freien Ende geringfügig aus der Wand herausragt.
  • In der EP 1 457 365 A2 ist ein kombinierter Temperatur- und Sonnensensor beschrieben, bei dem ein knopfförmiges Sensorgehäuses aus einer Vergußmasse geringfügig gegenüber der Außenseite einer Wand zum Innenraum hin vorsteht. In die Vergußmasse sind ein Strahlungssensor und ein Innentemperatursensor eingebettet.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine extrem schnell ansprechende Vorrichtung zur Raumtemperaturermittlung zu schaffen. Darüber hinaus soll die Vorrichtung einfach aufgebaut sein.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt hierzu ein dünnes, flächiges Wärmetauschelement, dessen großflächige Außenseite einen vorgegebenen Abschnitt der den Innenraum begrenzenden Wand bildet, einen Temperatursensor, der an der Innenseite des Wärmetauschelements liegt und ein Wärmeleitteil, das zumindest einen Abschnitt einer massiven Wärmeleitbrücke zwischen dem Wärmetauschelement und dem Temperatursensor bildet. Die Außenseite des Wärmetauschelements hat eine Wärmeaustauschfläche, die größer als die vom Außenumfang des Wärmeleitteils im Bereich des Temperatursensors umschriebene Fläche ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat eine zum Innenraum große Wärmeaustauschfläche. Diese große Fläche bildet einen Teil der Außenseite der Wand und steht damit großflächig mit der Raumluft in Kontakt. Dadurch lassen sich Lufttemperaturänderungen schneller erfassen. Dies wird insbesondere auch dadurch möglich, daß das eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisende Wärmetauschelement dünn und großflächig (insbesondere weitgehend eben und mit äußeren Abmaßen in allen Richtungen, die ein Mehrfaches der Dicke betragen, vorzugsweise größer als 1 cm2 sind) ausgeführt ist und kein großvolumiger, eine große Wärmekapazität aufweisendes Gehäuse bildet, das sich träge aufheizt und abkühlt. Bei der EP 1 195 275 A2 erstreckt sich das Wärmeleitteil senkrecht zur Außenseite der Wand und ragt minimal mit einem freien Ende aus der Wand, so daß die Wand selbst nicht durch das Wärmetauschelement gebildet oder verlängert ist und auch die großflächige Außenseite des Wärmetauschelements senkrecht zur Wand und nicht sozusagen in der Wand liegt. Die geringe Trägheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird auch weiter dadurch verbessert, daß ein Wärmeleitteil die Wärme zwischen Temperatursensor und Wärmetauschelement transportiert, und zwar in einer massiven Wärmeleitbrücke. Das bedeutet, es ist ein unmittelbarerer Wärmetransport ohne Spalte, sondern nur über Festkörper oder strukturfeste Materialien gegeben. Das den Innenraum teilweise begrenzende Wärmetauschelement wirkt wie ein Schirm, der einen großflächigen Wärmeaustausch mit der Raumluft zuläßt. Das Wärmeleitteil ist wesentlich schmäler als das Wärmetauschelement ausgebildet, damit es ebenfalls eine geringe Wärmekapazität hat und das spontane Ansprechverhalten der Vorrichtung auf Temperaturänderungen nicht verringert. Aus diesem Grund ist auch die Wärmeaustauschfläche, also der Teil des Wärmetauschelements, der abschnittsweise die Außenseite der Wand bildet, größer als die vom Wärmeleitteil im Bereich des Temperaturfühlers durch seinen Außenumfang umschriebene Fläche. Diese Fläche könnte auch folgendermaßen definiert werden: im Bereich des Temperatursensors wird ein Schnitt durch das Wärmetauschelement in etwa parallel zur Wärmeaustauschfläche gemacht und die gesamte Innenquerschnittsfläche des Wärmeleitteils inklusive des Sensorelements ermittelt.
  • Das Wärmetauschelemente sollte eine gute Wärmeleitfähigkeit λ > 50 W/mK, besser λ > 200 W/mK aufweisen. λ kann vorzugsweise bis 400 W/mK betragen.
  • Auch beim Wärmeleitelement sind gute Wärmeleitfähigkeiten von Vorteil. Hier ist aber zusätzlich der Wärmeleitwiderstand wichtig. Dieser sollte < 0,0006 m2K/W, vorzugsweise < 0,0002 m2K/W betragen.
  • Die Berücksichtigung der Sonnenstrahlung wird bei einer Ausführungsform der Vorrichtung erreicht, die ein Paneel, insbesondere ein Steuerpaneel umfaßt, das wenigstens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Absorptionsgraden hat, wobei die Abschnitte flächige, dem Innenraum zugewandte Wärmetauschelemente bilden. Innenseitig ist an jedem Wärmetauschelement jeweils mindestens ein Temperatursensor vorgesehen, der über eine massive Wärmeleitbrücke mit dem zugeordneten Wärmetauschelement gekoppelt ist. Bei dieser Idee wird ein üblicherweise ohnehin vorgesehenes Paneel verwendet, das von Hause aus Abschnitte unterschiedlicher Farben und damit unterschiedlicher Absorptionsgrade hat. Diese Abschnitte dienen als Wärmetauschelemente und haben zugeordnete Temperatursensoren. Über die unterschiedlichen Temperaturen, die sich bei Sonneneinstrahlung ergeben, und über die im bekanntem Ausmaß differierenden Absorptionsgrade der Fläche läßt sich dann der Einfluß der Sonnenstrahlung rechnerisch ermitteln, ohne daß ein Sonnensensor vorgesehen sein müßte, der beispielsweise durch das Paneel hindurchtreten und ein eigenes Gehäuses aufweisen würde.
  • Bei der zuvor genannten Ausführungsform ist es natürlich auch vorteilhaft, wenn zur Verbesserung des spontanen Ansprechverhaltens der Vorrichtung die Wärmetauschelemente dünne, eine hohen Wärmeleitfähigkeit aufweisende Abschnitte sind, die über eine kleinvolumige und damit eine geringe Wärmekapazität aufweisende Wärmeleitbrücke mit dem entsprechenden oder den entsprechenden Temperatursensoren gekoppelt sind.
  • Obwohl das Wärmeaustauschelement natürlich seitlich versetzt zum Wärmeleitteil liegen könnte, sieht die bevorzugte Ausführungsform vor, daß die Wärmeaustauschfläche gegenüber dem Wärmeleitteil seitlich vorsteht, d. h. in Draufsicht auf die Wand liegt das Wärmeleitteil hinter der Wärmeaustauschfläche und möglichst mittig in dieser.
  • Bei umfangreichen Versuchen hat sich herausgestellt, daß die Wärmeaustauschfläche um wenigstens den Faktor 2, vorzugsweise wenigstens den Faktor 4 größer sein sollte als die vom Außenumfang des Wärmeleitteils im Bereich des Temperatursensors umschriebene Fläche.
  • Ferner hat sich auch herausgestellt, daß die Wärmeaustauschfläche um wenigstens den Faktor 5 größer sein sollte als die vom Außenumfang des Temperatursensors umschriebene Fläche, und zwar im Bereich der Wärmeleitbrücke zum Wärmeleitteil hin. Diese Ausführung sorgt ebenfalls dafür, daß die Vorrichtung schnell auf Wärmeänderungen anspricht, indem das Wärmetauschelement eine große Sensorfläche im Verhältnis zum eigentlichen Temperatursensor bildet.
  • Vorzugsweise sollte das Wärmetauschelement auf einer thermisch isolierenden Schicht sitzen, damit Einflüsse der angrenzenden Wände ausgeschlossen oder verringt werden.
  • Bevorzugt ist die thermisch isolierende Schicht auch die Trägerschicht für das dünne Wärmetauschelement.
  • Über die thermisch isolierende Schicht kann die Vorrichtung selbst, zumindest jedoch das Wärmetauschelement, an der Wand angebracht werden.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Sockelteil vorgesehen, das insbesondere aus Kunststoff und damit ebenfalls schlecht wärmeleitend ist. In diesem Sockelteil sind die elektrischen Leitungen des Temperatursensors untergebracht, wobei darin natürlich auch noch weitere Sensoren oder Schaltungselemente integrierbar wären. Auch das Sockelteil kann und sollte an der thermisch isolierenden Schicht befestigt sein, so daß nur über die thermisch isolierende Schicht eine Koppelung zum Rest der Wand stattfindet. Dies dient der thermischen Isolierung des Sockelteils und sämtlicher mit ihm unmittelbar verbundenen Sensoren.
  • Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Wärmetauschelement und das Wärmeleitteil aus Metall, insbesondere Aluminium, Kupfer oder einer Aluminium- oder Kupferlegierung bestehen, d. h. eine extrem gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
  • Die maximale Dicke des Wärmetauschelements beträgt bevorzugt nur bis zu 0,5 mm. Die Minimaldicke sollte gemäß den Versuchen sogar nur bei etwa 0,1 mm liegen.
  • Im Stand der Technik sind Wärmeleitteile bekannt, bei denen auf einer Platte ein Temperatursensor stirnseitig angebracht ist. Die Erfindung sieht hingegen vor, daß das Wärmeleitteil den Temperatursensor umfangsmäßig wenigstens teilweise umgibt, so daß sich eine große Wärmeübergangsfläche bildet.
  • Vorzugsweise wird sogar auch noch über diejenige Seite des Temperatursensors, die dem Wärmetauschelement zugewandt ist, eine unmittelbare thermische Koppelung bewerkstelligt, so daß nicht nur am Umfang, sondern auch an der Vorderseite eine Wärmeleitbrücke zum Wärmetauschelement besteht.
  • Die Meßergebnisse lassen sich dadurch noch verbessern, daß die Vorrichtung neben dem zuvor erwähnten ersten einen zweiten Temperatursensor aufweist, welches der Erfassung der Temperatur der Luft hinter der Wand dient. Damit lassen sich die relativ hohen oberflächennahen Temperaturen auf der Außenseite der Wand kompensieren.
  • Es sind zwei Ausführungsformen angedacht, das Wärmeleitteil und das Wärmetauschelement miteinander thermisch zu koppeln. Gemäß der ersten Ausführungsform gehen das Wärmetauschelement und das Wärmeleitteil einstückig ineinander über und sind aus einem Teil gefertigt, so daß das Wärmeleitteil ein rückseitiger Fortsatz des Wärmetauschelements ist. Dies verbessert natürlich den Wärmetransport.
  • Die zweite Ausführungsform sieht vor, daß das Wärmeleitteil ein rückseitig am Wärmetauschelement vorzugsweise unmittelbar (z. B. durch Löten oder Kleben) angebrachtes, separates Teil ist. Bei dieser Ausführungsform lassen sich unter Umständen kompliziertere geometrische Gestaltungen des Wärmeleitteils verwirklichen.
  • Eine der Ausführungsformen sieht in diesem Zusammenhang vor, daß das Wärmeleitteil und das Wärmetauschelement einen Aufnahmetopf für den Temperatursensor bilden.
  • Um die wirksame Wärmeübergangsfläche am Temperatursensor zu vergrößern, kann dieser in eine Wärmeleitmasse, z. B. eine Art Paste oder ein anderes Füllmaterial, welches üblicherweise Metallbestandteile hat, eingebettet und am Wärmeleitteil angebracht werden.
  • Eine leichte Integration der Vorrichtung in bestehende Elemente ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung. Dies kann sehr einfach dadurch erreicht werden, daß das Wärmetauschelement zumindest Teil eines Paneels, insbesondere eines Steuerpaneels (z. B. des Steuerpaneels für die Klimaanlage), eines Schalters oder eines Schaltknopfs ist. Gerade im Bereich der Paneele und der Schalter oder Schaltknöpfe werden zunehmend aus optischen Gründen metallische Oberflächen verwendet, die dann gleichzeitig das Wärmetauschelement bilden können.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 eine Schnittsansicht durch eine Fahrzeuginnenwand und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Innenraumtemperaturermittlung,
  • 2 eine Schnittansicht durch eine Fahrzeuginnenwand und eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
  • 3 eine Draufsicht auf ein Steuerpaneel einer Fahrzeugklimaanlage.
  • In 1 ist eine Innenwand 10 eines Fahrzeugs dargestellt, die den Fahrzeuginnenraum 12 mit ihrer Außenseite 14 teilweise begrenzt. Die Wand 10 kann beispielsweise eine Armaturentafel, ein Dachhimmel, ein Schaltpaneel, eine Konsole, ein Schalter oder dergleichen sein. Die Wand 10 besitzt eine Öffnung 16, die stufenförmig ausgeführt ist und in die eine Vorrichtung 18 zur Innenraumtemperaturbestimmung eingesetzt wird. Die Vorrichtung 18 umfaßt ein Sockelteil 20 aus Kunststoff, z. B. aus PP oder PA, das die elektrischen Leitungen 22 eines ersten und eines zweiten Temperatursensors 24 bzw. 26 trägt. Die elektrischen Leitungen 22 können dabei in das Sockelteil 20 eingegossen oder eingesteckt werden, oder das Sockelteil 20 kann zweiteilig ausgeführt, sein mit Nuten an der gemeinsamen Berührfläche, in die die Leitungen 22 eingesetzt werden, bevor die beiden Teile zusammengefügt werden.
  • Beide Temperatursensoren 24, 26 sind sog. NTC oder PTC Bauelemente, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kein eigenes Außengehäuse haben und damit sehr kompakt bauen. Der erste Temperatursensor 24 ist zur Bestimmung der Temperatur des Innenraums 12 vorgesehen und das zweite Temperatursensor 26 zur Bestimmung der Lufttemperatur hinter der Wand 10, also in einem Bereich, der nicht direkt sonnenbeschienen ist und üblicherweise auch nicht direkt von Heizungs- oder Kühlluft beaufschlagt wird.
  • Die beiden Temperatursensoren 24, 26 sind thermisch voneinander isoliert und sollen sich nicht gegenseitig beeinflussen. Darüber hinaus ist das zweite Temperatursensor 26 auch beabstandet von der Rück- oder Innenseite der Wand 10 und geschützt in einer Ausnehmung 28 im Socketeil 20 untergebracht, die so groß ist, daß der Temperatursensor 26 auch umfangseitig mit der Umgebungsluft in Kontakt kommt.
  • Der erste Temperatursensor 24 ist in eine Wärmeleitmasse 30, auch Füllmasse oder Füllpaste genannt, eingebettet. Diese Wärmeleitmasse 30 füllt zusammen mit dem Temperatursensor 24 einen Aufnahmeraum aus, welcher durch eine Art Aufnahmetopf gebildet ist. Dieser Aufnahmetopf umfaßt eine den Temperatursensor 24 vollständig umgebende Umfangswand, die im folgenden Wärmeleitteil 32 genannt wird, und ein einstückig damit verbundenes Wärmetauschelement 34. Das Wärmetauschelement 34 ist ein dünner, flächiger Metallabschnitt, der vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 0,1 bis 0,5 mm aufweist, also folienartig ausgebildet ist. Das Wärmetauschelement 34 sitzt auf einem rückseitig auf einem Trägerteil in Form einer thermisch isolierenden Kunststoffschicht 36, über die auch die gesamte Vorrichtung am angrenzenden Teil der Wand 10 befestigt ist. Die Kunststoffschicht 36 hat bevorzugt eine größere Biegesteifigkeit als das dünne Wärmetauschelement 34. Nur über die isolierende Schicht 36 besteht auch Kontakt mit dem angrenzenden Teil der Wand 10. Das Sockelteil 20 ist hingegen vom übrigen Teil der Wand 10 beabstandet.
  • Das Wärmetauschelement 34 bildet eine Ergänzung und Fortsetzung des angrenzenden Teiles der Wand 10, d. h. es ist selbst Teil der den Innenraum begrenzenden Wand, und seine Außenseite 14' steht unmittelbar mit der Innenraumluft in Kontakt. Darüber hinaus geht die Außenseite 14' auch vorzugsweise ohne Höhenversatz in die Außenwand 14 über. Ein kleiner Spalt 38 dient der thermischen Entkoppelung des Wärmetauschelements 18 vom angrenzenden Teil der Wand 10.
  • Die thermisch isolierende Schicht 36 hat einen zylindrischen Fortsatz 40, der in eine entsprechend geformte Ausnehmung des Sockelteils 20 ragt. Über eine Rastverzahnung 42 werden Sockelteil 20 und isolierende Schicht 36 bleibend miteinander verbunden. Die Verbindung ist eine Art Steckverbindung.
  • Die Befestigung der thermisch isolierenden Schicht 36 an der Wand 10 erfolgt insbesondere durch Kleben, die Befestigung des Wärmetauschelements 34 an der isolierenden Schicht 36 ebenfalls durch Kleben, Laminieren oder durch Hinterspritzen oder Hinterschäumen des Wärmetauschelements 34 unter Bildung der isolierenden Schicht 36.
  • Wie in 1 ferner zu sehen, ist auch das als rückseitiger Fortsatz des Wärmetauschelements 34 ausgebildete Wärmeleitteil 32 thermisch vom Sockelteil 20 entkoppelt und nur über die isolierende Schicht 40 mit diesem verbunden.
  • Über das Wärmetauschelement 34 und dessen großflächige Außenseite 14' werden Temperaturänderungen im Fahrzeuginneren sofort aufgenommen. Das Wärmetauschelement 34 hat eine extrem geringe Wärmekapazität, dafür aber eine große Außenfläche und eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, da es aus Metall, insbesondere Aluminium, Kupfer oder einer entsprechenden Aluminium- oder Kupferlegierung besteht. Die Wärmeenergie wird über eine massive Wärmeleitbrücke, die aus dem Wärmeleitteil 32 und der Wärmeleitmasse 30 besteht, unmittelbar und ohne Luftspalt zu dem oder von dem Temperatursensor 24 hin- bzw. wegtransportiert. Dadurch, daß der Temperatursensor 24 komplett in die Wärmeleitmasse 30 und das Wärmeleitteil 32 eingebettet ist, ergibt sich eine maximale Wärmeübergangsfläche. Folglich ist nicht nur die Oberseite des Temperatursensors 24, sondern auch dessen Umfangsseite und Unterseite thermisch mit dem Wärmetauschelement 34 gekoppelt. Auf der Umfangsseite kann der Temperatursensor 24 auch unmittelbar an dem Wärmeleitteil 32 anliegen, so daß nur möglichst wenig Wärmeleitmasse 30 und damit eine geringe Wärmekapazität durch die Wärmeleitmasse 30 vorhanden ist. Auch die Außenmaße des Wärmeleitteils sind möglichst klein, um seine Wärmekapazität so niedrig wie möglich zu halten. Axial steht das Wärmeleitteil 32 nur minimal nach unten gegenüber dem Temperatursensor 24 über. In radialer Richtung ist gut zu erkennen, daß das Wärmetauschelement mit seiner Außenseite 14', die gleichzeitig die Wärmeaustauschfläche A bildet, gegenüber dem Wärmeleitteil 32 seitlich vorsteht. Die Wärmeaustauschfläche A ist deutlich größer als die Fläche B, die durch den Außenumfang des Wärmeleitteils 32 im Bereich des Sensorelements 32 umschrieben ist und auch nochmals deutlich größer als die Fläche C, welche vom Außenumfang des Temperatursensors 24 umschrieben wird.
  • Die Fläche A ist um wenigstens den Faktor 2, vorzugsweise wenigstens den Faktor 4 größer als die Fläche B und wenigstens den Faktor 5 größer als die Fläche C, damit die Wärmeaustauschfläche wie ein großer Schirm zur Temperaturermittlung dienen kann.
  • Die Herstellung des Wärmetauschelements 34 zusammen mit dem Wärmeleitteil 32 erfolgt üblicherweise durch Druckgießen.
  • Neben den dargestellten Sensoren 24, 26 können natürlich noch weitere Sensoren vorgesehen sein, beispielsweise ein Sensor, der an einer möglicherweise nahe der Sensoren 24, 26 angeordneten Wärmequelle angeordnet ist, um den Einfluß dieser Wärmequelle auf die übrigen Sensoren herausrechnen zu können.
  • Die in 2 dargestellte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in 1 dargestellten, wobei funktionsgleiche Teile die bereits eingeführten Bezugszeichen tragen und im folgenden nur noch auf die Unterschiede eingegangen wird. Bei der Ausführungsform nach 2 ist die Wand 10 außenseitig durchgehend. Die Außenseite der Wand 10 weist das dünne, flächige Wärmetauschelement 34 auf, welches auf einer insbesondere geschäumten, stabilen Kunststoffträgerschicht befestigt ist, die zugleich die isolierende Schicht 36 bildet. Die somit aus einer Außenschicht und der isolierenden Schicht 36 gebildete durchgehende Wand 10 ist beispielsweise ein Paneel, wie es in 3 dargestellt ist (hier ein Paneel einer Klimaanlagensteuerung), ein anderer Teil der Mittelkonsole oder Innenwandverkleidung, ein Schalter 50 oder ein Schaltknopf 60.
  • Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist das Wärmeleitteil 32 hier nicht einstückig mit dem Wärmetauschelement 34, sondern als separates Teil ausgebildet, das rückseitig unmittelbar am Wärmetauschelement z. B. durch Löten oder Kleben befestigt ist.
  • Die Wärmeleitmasse 30 kann hier unter Umständen weggelassen werden. Das Wärmeleitteil 32 umfaßt einen großflächigen, ebenen Abschnitt 62, von dem rückseitig abgewinkelt einige elastische Finger oder Lappen 64 abstehen, die den Temperatursensor 24 abschnittsweise umfangsmäßig umgeben.
  • Das Wärmeleitteil 32 hat eine maximale Dicke von gerade einmal 1,5 mm.
  • Bei dieser Ausführungsform wird die Wand 10 mit der nur rückseitigen Öffnung 16 zusammen mit dem Wärmeleitteil 32 separat vom Rest der Vorrichtung hergestellt z. B. durch Laminieren. Der andere Teil der Vorrichtung zur Temperaturermittlung besteht aus den Temperatursensoren 24, 26 und dem Sockelteil 20. Das Sockelteil 20 wird von der Rückseite aus in die Wand 10 eingeschoben, wobei sich die Verzahnung 42 in die Schicht 36 eingräbt und darin verrastet. Der erste Temperatursensor 24 schiebt sich zwischen die Laschen 64, diese werden anschließend teilweise durch die elastisch nach innen federnden Abschnitte 70 des Sockelteils 20 nach innen gedrückt, um spaltfrei und großflächig am Temperatursensor 24 anzuliegen. Es kann natürlich auch ein separates Verriegelungsteil vorgesehen sein, das über die Abschnitte 70 geschoben werden kann, um diese nach innen zu drücken. Auch entsprechende Einführschrägen am Innendurchmesser der Abschnitte 70 erlauben, daß der Temperatursensor 24 zuerst zwischen die Laschen 64 gelangt, bevor die Laschen 64 gegen ihn gedrückt werden.
  • Um den Einfluß der Erwärmung der Innenraumwände durch Sonneneinstrahlung zu bestimmen, sind mehrere Vorrichtungen gemäß den 1 und 2 vorgesehen. Diese sind in Abschnitte der Wand, insbesondere eines Paneels 72 gemäß 3 integriert, die unterschiedliche Absorptionsgrade haben. Beispielsweise könnte mit Bezug auf 3 jeweils ein Temperatursensor hinter einem Schalter 50, einem Schalt- oder Drehknopf 60, einem außenseitigen Rahmenabschnitt 70 oder einem innenseitigen Rahmenabschnitt 80 liegen, wobei durch die Differenz der ermittelten Temperaturen zweier Temperatursensoren der Einfluß der Sonneneinwirkung ermittelt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1195275 A1 [0003]
    • - EP 1457365 A2 [0004]
    • - EP 1195275 A2 [0007]

Claims (20)

  1. Vorrichtung zur Ermittlung der Temperatur in einem durch eine Außenseite einer Wand (10) begrenzten Raum, insbesondere in einem Innenraum eines Fahrzeugs, mit einem dünnen, flächigen Wärmetauschelement (34), dessen großflächige Außenseite einen vorgegebenen Abschnitt der Wand (10) bildet, einem Temperatursensor (24), der an der Innenseite des Wärmetauschelements (34) liegt, und einem Wärmeleitteil (32), der zumindest einen Abschnitt einer massiven Wärmeleitbrücke zwischen dem Wärmetauschelement (34) und dem Temperatursensor (24) bildet, wobei die Außenseite (14') des Wärmetauschelements (34) eine Wärmeaustauschfläche (A) hat, die größer als die vom Außenumfang des Wärmeleitteils (32) im Bereich des Temperatursensors (24) umschriebene Fläche (B) ist.
  2. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, zur Ermittlung der Temperatur in einem durch die Außenseite (14, 14') einer Wand (10) begrenzten Raum, insbesondere einen Innenraum eines Fahrzeugs, mit einem Paneel (72), insbesondere Steuerpaneel, das wenigstens zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Absorptionsgraden hat, wobei die Abschnitte flächige, dem Innenraum zugewandte Wärmetauschelemente (34) bilden, und wobei innenseitig an jedem Wärmetauschelement (34) jeweils mindestens ein Temperatursensor (24) liegt, der über eine massive Wärmeleitbrücke mit dem zugeordneten Wärmetauschelement (34) gekoppelt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein Wärmeleitteil (32) zwischen zumindest einem der Wärmetauschelemente und dem zugeordneten Temperatursensor (24), das zumindest einen Abschnitt der Wärmeleitbrücke bildet, wobei die Außenseite (14') des zugeordneten Wärmetauschelements (34) eine Wärmeaustauschfläche (A) hat, die größer als die vom Außenumfang des Wärmeleitteils (32) im Bereich des Temperatursensors (24) umschriebenen Fläche (B) ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschfläche (A) gegenüber dem Wärmeleitteil (32) seitlich vorsteht.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschfläche (A) um wenigstens den Faktor 2, vorzugsweise wenigstens den Faktor 4, größer als die vom Außenumfang des Wärmeleitteils (32) im Bereich des Temperatursensors (24) umschriebenen Fläche (B) ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschfläche (A) um wenigstens den Faktor 5 größer ist als die vom Außenumfang des Temperatursensors (24) im Bereich der Wärmeleitbrücke zum Wärmeleitteil (32) umschriebenen Fläche (C) ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschelement (34) auf einer thermisch isolierenden Schicht (36) sitzt.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie über die thermisch isolierende Schicht (36) an der Wand (10) angebracht ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Sockelteil (20), in dem die elektrischen Leitungen (22) des Temperatursensors (24) untergebracht sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9 und zusätzlich nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Sockelteil (20) an der thermisch isolierenden Schicht (36) befestigt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschelement (34) und das Wärmeleitteil (32) aus Metall, insbesondere Aluminium, Kupfer oder einer Aluminium- oder Kupferlegierung sind.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschelement (34) eine Dicke von bis zu 0,5 mm aufweist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitteil (32) den Temperatursensor (24) umfangsmäßig umgibt.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (24) am Umfang und an seiner dem Wärmetauschelement (34) zugewandten Seite über die Wärmeleitbrücke mit dem Wärmetauschelement (34) thermisch gekoppelt ist.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein vom Temperatursensor (24) thermisch entkoppelter zweiter Temperatursensor (26) zur Erfassung der Temperatur der Luft hinter der Wand (10) aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschelement (34) und das Wärmeleitteil (32) einstückig ineinander übergehen und das Wärmeleitteil (32) ein rückseitiger Fortsatz des Wärmetauschelements (34) ist.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitteil (32) ein rückseitig am Wärmetauschelement (34) vorzugsweise unmittelbar angebrachtes, separates Teil ist.
  18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeleitteil (32) und das Wärmetauschelement (34) einen Aufnahmetopf für den Temperatursensor (24) bilden.
  19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (24) über eine Wärmeleitmasse (30) am Wärmeleitteil (32) angebracht ist.
  20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschelement (34) zumindest Teil – eines Paneels (72), insbesondere eines Steuerpaneels, – eines Schalters (50) oder – eines Schaltknopfs (60) ist.
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