DE102009004530B4

DE102009004530B4 - Sensoranordnung zur Installation in einem Loch in einer Wand eines Kanals

Info

Publication number: DE102009004530B4
Application number: DE102009004530.9A
Authority: DE
Inventors: Ekramul H. Khan; Pablo Valencia jun.
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2019-11-07
Anticipated expiration: 2029-01-15
Also published as: DE102009004530A1; US7553079B1; CN101487743B; US20090185597A1; CN101487743A

Abstract

Sensoranordnung (10) zur Installation in einem Loch (48), das in einer Wand (42) eines Kanals (44) ausgebildet ist, umfassend:
einen Sensor (20); und
einen Körper (12), der den Sensor (20) enthält und sich entlang einer Achse (13) erstreckt, wobei der Körper (12) eine Schulter (32), die mit einer Ausnehmung (34) ausgebildet ist, und eine Reihe elastisch federnder Rippen (14) umfasst, die beidseitig entlang der Achse (13) beabstandet sind und von der Achse (13) weg und zu der Ausnehmung (34) hin geneigt sind, wobei sich mindestens eine der Rippen (14) in die Ausnehmung (34) erstreckt und sich mindestens eine der Rippen (14) biegsam in einen Eingriff mit der Wand (42) verformt, wenn die Sensoranordnung (10) in das Loch (48) eingeführt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Sensoranordnung zur Installation in einem Loch in einer Wand eines Kanals und insbesondere einen Lufttemperatursensor für ein automatisch gesteuertes Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensysteme (HVAC-Systeme).
Eine automatische Steuerung von HVAC-Systemen setzt voraus, dass die korrekte Temperatur von Luft, die durch die Luftkanäle und Auslässe strömt, ermittelt wird. Ein in einem Luftkanal installierter elektronischer Sensor erzeugt ein Signal, das die Temperatur von Luft darstellt, die in einem Luftkanal strömt. Der Sensor umfasst einen Temperaturwiderstand mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (NTC-Thermistor) und zwei mit Epoxydharz beschichtete Leitungen, die in einem Kunststoffkörper untergebracht sind.
Es ist üblich, HVAC-Luftkanäle durch einen Blasformprozess oder Hohlkörperblasprozess herzustellen, der bewirkt, dass die Dicke der Kanalwände von 0,7 mm bis 2,25 mm schwankt. Eine herkömmliche Sensoranordnung umfasst eine Kunststoffhalterung mit zwei Rippen, die voneinander etwa 1,5 mm beabstandet sind, wobei die Rippen mit der Kanalwand in Eingriff treten, wenn die Sensoranordnung in den Kanal eingeführt wird. Ein Temperatursondenabschnitt der Anordnung ist in die Halterung eingebracht und wird an der Kanalwand in Position gehalten. Anschlüsse der Sensoranordnung werden dann durch einen Kabelbaum mit einem elektronischen HVAC-Steuerungsmodul verbunden.
Die Rippen der Halterung können Schwankungen bei der Dicke des Kanals nicht ausgleichen oder kompensieren, wenn die Dicke der Kanalwand stark von 1,5 mm abweicht. Zudem reagiert der Temperatursensor empfindlich auf Schwankungen bei dem Durchmesser des Lochs, das in der Kanalwand dort ausgebildet ist, wo sich der Sensor befindet. Folglich kann ein Sensor, der schlecht in die Kanalwand eingepasst ist, in einer Fahrzeugmontageanlage seinen Halt an der Kanalwand verlieren, sich lösen und verloren gehen.
Herkömmliche Sensoranordnungen zur Installation in einem Loch in einer Wand sind in den Druckschriften US 5 733 044 A , US 7 056 013 B2 , US 7 237 948 B2 und DE 10 2006 023 438 A1 beschrieben. Die Druckschriften „Specialty Fasteners - ‚Push‘ Fasteners“, Clancey Hardware & Hinge (Link: https://web.archive.org/web/20060317222157/http://www.clancey.com /documents/literature/PF4A.pdf) und DE 44 03 641 A1 beschreiben sogenannte Tannenbaumclips, die im Fahrzeugbereich zur Halterung von Bauteilen an Blechen verwendet werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine erfindungsgemäße Sensoranordnung zur Installation in einem Loch, das in einer Wand eines Kanals ausgebildet ist, umfasst einen Sensor und einen Körper, der den Sensor enthält und sich entlang einer Achse erstreckt. Der Körper umfasst eine Schulter, die mit einer Ausnehmung ausgebildet ist, und eine Reihe elastisch federnder Rippen, die beidseitig entlang der Achse beabstandet sind und von der Achse weg und zu der Ausnehmung hin geneigt sind. Mindestens eine der Rippen erstreckt sich in die Ausnehmung und mindestens eine der Rippen verformt sich biegsam in einen Eingriff mit der Wand, wenn die Sensoranordnung in das Loch eingeführt wird.
Der Sensor ist vorzugsweise ein Temperatursensor und der Kanal ist ein Luftkanal mit einer relativ dünnen Wanddicke.
Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht in ihrem einstückigen Entwurf und dem baumförmigen Befestigungsschema, welches gegenüber Schwankungen bei der Kanaldicke und der Lochgröße hochgradig tolerant ist. Die Sensorsonde ist auf ein Loch in dem Kanal ausgerichtet und in dieses eingeführt. Die Sensorsonde wird in dem Loch durch eine elastische Verformung von Kunststoffzacken, die an der Außenfläche des Sensors ausgebildet sind, festgehalten.
Die Sensoranordnung weist eine kompakte Größe und einen einstückigen Aufbau auf, welcher den Sensor und die Halterung in einem einzigen Stück unterbringt, das in einen Luftkanal leicht und schnell eingebaut werden kann. Der Sitz der Sensoranordnung in der Dicke der Kanalwand ist außerordentlich zuverlässig. Die Anordnung steht mit den inneren und äußeren Oberflächen der Kanalwand mit einer engen Passung in Eingriff, die ein unbeabsichtigtes Versetzen der Anordnung relativ zu dem Kanal verhindert.
Die Form, die Größe und die elastisch federnde Eigenschaft der Rippen erleichtert das Einbringen der Anordnung in ein Loch durch die Kanalwand. Nach der Installation widersetzen sich die Rippen einem Entfernen der Anordnung aus dem Kanal, verhindern dies aber nicht.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht einer elektronischen Luftkanaltemperatursensoranordnung;
2 ist eine Querschnittsansicht der Sensoranordnung von 1;
3 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Sensoranordnung in einem Luftkanal installiert zeigt; und
4 ist eine Querschnittsansicht, welche die Sensoranordnung in einem Luftkanal installiert zeigt.

GENAUE BESCHREIBUNG
1 und 2 veranschaulichen eine elektronische Luftkanaltemperatursensoranordnung 10, die einen Körper 12 mit einer zentralen Achse 13 umfasst und mit einer Reihe von Rippen 14, die entlang des Körpers beabstandet sind, einer zylindrischen Basis 16 und einem Käfig 18 ausgebildet ist, welcher einen Lufttemperatursensor 20 enthält. Der Käfig 18 umfasst offene Durchgänge 22, die ermöglichen, dass Luft in dem Kanal durch die Anordnung 10 und über den Sensor 20 strömt.
Elektrisch leitende Leitungen 24 erstrecken sich von dem Sensor 20 weg entlang des Körpers 12 zu Anschlüssen 26, 28, welche in einem Aufnahmeabschnitt 30 des Körpers 12 eingeschlossen sind, wobei in die Aufnahme ein Stecker eingeführt wird, der an einem (nicht gezeigten) Kabelbaum befestigt ist, um mit den Anschlüssen in elektrischen Eingriff zu treten. Der Körper 12 umfasst eine zylindrische Schulter 32, welche mit einer ringförmigen Ausnehmung 34 ausgebildet ist.
2 zeigt, dass sich die Rippen 14 radial nach außen und nach oben zu der Schulter 32 hin erstrecken. Die Rippen 14 sind relativ dünn, flexibel, elastisch verschiebbar und federnd, d.h. sie streben danach, in die in 2 gezeigte Position zurückzukehren, nachdem sie aufgrund eines Verbiegens beim Installieren in einem Kanal verformt wurden. Vorzugsweise ist der Körper 12, der die Rippen 14 umfasst, aus einem elastisch federnden Kunststoff ausgebildet.
Die Größe und die Form der zylindrischen Basis 16 erstrecken sich oberhalb des Käfigs zu einem zylindrischen Abschnitt 40 des Körpers 12, von welchem die Rippen getragen werden und von welchem sich die Rippen radial nach außen und nach oben zu der Schulter 36 hin erstrecken.
3 und 4 zeigen die Sensoranordnung 10 in der Wand 42 eines Luftkanals 44 installiert. Wie 4 veranschaulicht, umfasst der Kanal vorzugsweise eine Montageoberfläche 46, welche über die Oberfläche des umgebenden Kanals 44 hinaus erhöht ist und mit einem Loch 48 ausgebildet ist, dessen Größe es ermöglicht, dass die Basis 16, die Rippen 14 und der zylindrische Abschnitt 40 eintreten können, es aber verhindert, dass die Schulter 36 eintritt.
Bevor die Sensoranordnung 10 in das Loch 48 eingeführt wird, kann eine Gummidichtung an der Montageoberfläche unter der Schulter 32 angebracht werden.
Wie 2 veranschaulicht, erstreckt sich mindestens eine Rippe, vorzugsweise die oberste Rippe 50 in die ringförmige Ausnehmung 34, die in der Schulter 32 ausgebildet ist. Wenn die Anordnung 10 in das Loch 48 eingebracht wird und die Anordnung in der Kanalwand 42 installiert wird, biegt sich die Rippe 50 elastisch in Kontakt mit der äußeren Oberfläche der Montageoberfläche 46 und die nächste Rippe 52, die sich unmittelbar unterhalb der Rippe 50 befindet, biegt sich in Kontakt mit der inneren Oberfläche der Montageoberfläche, wie in 4 gezeigt ist.
Die Neigung der Rippen erleichtert das Einführen der Sensoranordnung 10 in das Loch 48 und widersetzt sich einem Entfernen der Anordnung aus dem Loch. Die Rippen verbiegen sich elastisch, wenn sie in das Loch 48 eintreten. Diese Verbiegung ermöglicht es, dass die Rippen mit den inneren und äußeren Oberflächen der Montageoberfläche 46 um den gesamten Umfang des Lochs 48 herum in Eingriff treten. Der Eingriff befestigt die Anordnung 10 an der Wand 42 und widersetzt sich einem Entfernen derselben. Wenn die Anordnung 10 korrekt installiert ist, sitzt die Schulter 32 auf der Montageoberfläche 46 oder auf einer dünnen Gummidichtung, die sich auf der Montageoberfläche befindet.

Claims

Sensoranordnung (10) zur Installation in einem Loch (48), das in einer Wand (42) eines Kanals (44) ausgebildet ist, umfassend: einen Sensor (20); und einen Körper (12), der den Sensor (20) enthält und sich entlang einer Achse (13) erstreckt, wobei der Körper (12) eine Schulter (32), die mit einer Ausnehmung (34) ausgebildet ist, und eine Reihe elastisch federnder Rippen (14) umfasst, die beidseitig entlang der Achse (13) beabstandet sind und von der Achse (13) weg und zu der Ausnehmung (34) hin geneigt sind, wobei sich mindestens eine der Rippen (14) in die Ausnehmung (34) erstreckt und sich mindestens eine der Rippen (14) biegsam in einen Eingriff mit der Wand (42) verformt, wenn die Sensoranordnung (10) in das Loch (48) eingeführt wird.
Sensoranordnung (10) nach Anspruch 1, die ferner umfasst: Anschlüsse (26, 28), die mit dem Sensor (20) elektrisch gekoppelt sind und sich von der Schulter (32) weg erstrecken; und eine Aufnahme (30), welche die Anschlüsse (26, 28) umgibt und mit einer Öffnung ausgebildet ist, die einen Zugang zu den Anschlüssen (26, 28) von außerhalb des Kanals (44) bereitstellt.
Sensoranordnung (10) nach Anspruch 1, wobei der Körper (12) ferner umfasst: eine Basis (16), die symmetrisch um die Achse (13) herum angeordnet ist; und einen zylindrischen Abschnitt (40), der entlang der Achse (13) von der Basis (16) beabstandet ist.
Sensoranordnung (10) nach Anspruch 1, wobei der Körper (12) ferner umfasst: eine Basis (16), die symmetrisch um die Achse (13) herum angeordnet ist; einen zylindrischen Abschnitt (40), der entlang der Achse (13) von der Basis (16) beabstandet ist und sich zu der Schulter (32) hin erstreckt; und einen Käfig (18), der den Sensor (20) enthält, wobei der Käfig (18) eine Öffnung (22) aufweist, die es ermöglicht, dass Fluid in dem Kanal (44) über den Sensor (20) strömt.