DE102015221628B3

DE102015221628B3 - Thermosteck and temperature measuring arrangement

Info

Publication number: DE102015221628B3
Application number: DE102015221628.4A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Eidloth
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-11-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Thermostecker (1) mit zwei Steckstiften (2, 3) unterschiedlichen, elektrisch leitenden Materials; zwei Anschlussbuchsen (5, 6), die jeweils mit einem der Steckstifte (2, 3) elektrisch verbunden sind, zum schraubenlosen Anschluss elektrischer Leitungen (7, 8), wobei die Anschlussbuchsen (5, 6) das gleiche Material aufweisen, wie der mit der jeweiligen Anschlussbuchse (5, 6) verbundene Steckstift (2, 3). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Thermostecker (1).The invention relates to a thermal plug (1) with two plug pins (2, 3) of different, electrically conductive material; two connection sockets (5, 6), which are each electrically connected to one of the plug pins (2, 3), for the screwless connection of electrical lines (7, 8), wherein the connection sockets (5, 6) have the same material as that with the respective connection socket (5, 6) connected plug pin (2, 3). Moreover, the invention relates to a motor vehicle with such a thermal plug (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermostecker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei Steckstiften unterschiedlichen, elektrisch leitenden Materials. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Temperaturmessanordnung mit solch einem Thermostecker.The invention relates to a thermal plug, in particular for motor vehicles, with two plug pins of different, electrically conductive material. Moreover, the invention relates to a temperature measuring arrangement with such a thermal plug.

Thermostecker in Verbindung mit Thermoelementen sind als kostengünstige Möglichkeit zur Temperaturmessung an Kraftfahrzeugkomponenten bekannt. Heutige Thermostecker erfordern zur Montage, dass diese geöffnet werden und die einzelnen Drähte eines Kabels mittels Schrauben in Anschlussbuchsen festgeklemmt werden. Nach dem Festklemmen der Drähte ist der Thermostecker wieder zu schließen, indem dessen Gehäuseabdeckung mit dem Gehäusegrundkörper verschraubt wird. Die Montage der Thermostecker summiert sich auf Grund der hohen Anzahl an verbauten Thermosteckern zu beachtlichem Montageaufwand. Ein solcher Thermostecker ist aus der US 6,267,626 B1 und der DE 10 2012 003 614 B3 bekannt. Aus der EP 1 533 869 A1 ist ein schraubenloser Stecker zur Verwendung in einem Thermoelement-Sensor bekannt.Thermal connectors in conjunction with thermocouples are known as a cost-effective way to measure the temperature of automotive components. Today's thermo connectors require that they be opened and that the individual wires of a cable be clamped in connection sockets by means of screws. After clamping the wires, the thermo plug must be closed again by screwing its housing cover to the housing base body. Due to the high number of installed thermostecks, the assembly of the thermostats adds up to considerable installation effort. Such a Thermostecker is from the US 6,267,626 B1 and the DE 10 2012 003 614 B3 known. From the EP 1 533 869 A1 For example, a screwless connector is known for use in a thermocouple sensor.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstigere Möglichkeit der Temperaturmessung in Kraftfahrzeugen zu finden. Diese Aufgabe wird mit einem Thermostecker mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einer Temperaturmessanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object of the invention is to find a cheaper way of measuring temperature in motor vehicles. This object is achieved with a thermal plug with the features of claim 1, a temperature measuring arrangement with the features of claim 7 and a motor vehicle with the features of claim 8. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Thermostecker bereitgestellt, mit zwei Steckstiften unterschiedlichen, elektrisch leitenden Materials; zwei Anschlussbuchsen, die jeweils mit einem der Steckstifte elektrisch verbunden sind, zum schraubenlosen Anschluss elektrischer Leitungen, wobei die Anschlussbuchsen das gleiche Material aufweisen, wie der mit der jeweiligen Anschlussbuchse verbundene Steckstift, wobei die Anschlussbuchsen jeweils eine Klemmvorrichtung aufweisen, mit der jeweiliges eine der Leitungen werkzeuglos in die Anschlussbuchse klemmbar ist, wobei die Klemmvorrichtung einen schwenkbaren Hebel aufweist, der in einer Stellung die Leitung von der Anschlussbuchse freigibt und in einer anderen Stellung die Leitung in der Anschlussbuchse festklemmt. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass die Montage der Thermostecker erheblich vereinfacht wird und keine zeitraubenden Schraubvorgänge erfordert. Dadurch, dass die Anschlussbuchsen das gleiche Material wie die Steckstifte aufweisen, sind keine, die Messung störenden oder beeinflussenden Materialübergänge vorhanden, was wiederum die Genauigkeit der Messergebnisse verbessert.According to one embodiment of the invention, a thermal plug is provided, with two plug pins of different, electrically conductive material; two connection sockets, which are each electrically connected to one of the plug pins, for the screwless connection of electrical lines, wherein the connection sockets have the same material as that connected to the respective connector socket pin, wherein the connection sockets each have a clamping device, with the respective one of the lines can be clamped without tools in the connector socket, wherein the clamping device has a pivotable lever which releases the line from the connector socket in one position and clamps the line in the connection socket in another position. This embodiment has the advantage that the assembly of the thermal plug is considerably simplified and requires no time-consuming screwing. The fact that the connection sockets have the same material as the plug pins, there are no, the measurement disturbing or influencing material transitions, which in turn improves the accuracy of the measurement results.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Steckstifte jeweils aus dem gleichen Material wie ein gesamter, elektrisch leitender Teil der zugeordneten Anschlussbuchsen.According to a further embodiment of the invention, the plug pins are each made of the same material as an entire, electrically conductive part of the associated connection sockets.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet die Anschlussbuchse einen länglichen Leitungsaufnahmebereich aus, wobei der Leitungsaufnahmebereich in einer Ebene senkrecht zur Längsachse einerseits von dem Material begrenzt wird, das gleich zu dem Material ist, aus dem der mit der jeweiligen Anschlussbuchse verbundene Steckstift ist, und auf einer gegenüberliegenden Seite von einem Kunststoffmaterial begrenzt wird.According to a further embodiment of the invention, the connection socket forms an elongate line receiving area, wherein the line receiving area is limited in a plane perpendicular to the longitudinal axis on the one hand by the material which is equal to the material of which the plug pin is connected to the respective connection socket, and on an opposite side is bounded by a plastic material.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verlaufen die Steckstifte parallel zueinander, wobei die Steckstifte senkrecht zu ihrer Längsrichtung unterschiedliche Querschnitte aufweisen.According to a further embodiment of the invention, the plug pins extend parallel to one another, wherein the plug pins have different cross sections perpendicular to their longitudinal direction.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind einer der Steckstifte aus Nickel-Chrom und der andere der Steckstifte aus Nickel hergestellt.According to a further embodiment of the invention, one of the plug pins made of nickel-chromium and the other of the plug pins are made of nickel.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die zwei Steckstifte und die zwei Anschlussbuchsen in einem Gehäuse aufgenommen, welches sich durchgängig und materialunterbrechungsfrei von den Steckstiften bis zu den Anschlussbuchsen erstreckt.According to a further embodiment of the invention, the two plug pins and the two connection sockets are accommodated in a housing which extends continuously and material interruption-free from the plug pins to the connection sockets.

Darüber hinaus stellt die Erfindung eine Temperaturmessanordnung mit einem Thermostecker gemäß einem der vorhergehenden Ausführungen und einem Kabel bereit, welches die zwei Leitungen aufweist, die aus den gleichen Materialien sind, wie die Steckstifte des Thermosteckers.In addition, the invention provides a temperature measuring arrangement with a thermal plug according to one of the preceding embodiments and a cable having the two leads, which are made of the same materials as the plug pins of the thermal plug.

Darüber hinaus stellt die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Thermostecker gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele bereit.In addition, the invention provides a motor vehicle with a thermal plug according to one of the preceding embodiments.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. These drawings show:

1 zeigt eine Draufsicht einer Temperaturmessanordnung mit Thermoelement und Thermostecker gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 shows a plan view of a temperature measuring arrangement with thermocouple and thermo plug according to an embodiment of the invention;

2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Thermosteckers aus 1, und 2 shows a three-dimensional view of the thermo plug 1 , and

3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A aus 2. 3 shows a sectional view along the line AA 2 ,

Der erfindungsgemäße Thermostecker 1 umfasst zwei Steckstifte 2 und 3 die aus unterschiedlichem Material hergestellt sind. Die Steckstifte 2 und 3 sind länglich und verlaufen parallel zueinander. Die Querschnitte (senkrecht zur Längsrichtung) der Steckstifte 2 und 3 sind unterschiedlich, so kann ein Vertauschen der Steckstifte beim Einstecken ausgeschlossen werden. Die Steckstifte 2 und 3 sind angepasst, in eine entsprechende Steckbuchse (nicht dargestellt) gesteckt zu werden. Diese Steckbuchsen können Eingangssteckbuchsen eines Steuergerätes oder Messmoduls sein.The thermal plug according to the invention 1 includes two pins 2 and 3 which are made of different materials. The pins 2 and 3 are elongated and parallel to each other. The cross sections (perpendicular to the longitudinal direction) of the plug pins 2 and 3 are different, so swapping the pins can be excluded when plugging. The pins 2 and 3 are adapted to be plugged into a corresponding socket (not shown). These sockets can be input sockets of a control unit or measuring module.

Die Steckstifte 2, 3 sind zumindest abschnittsweise in einem Gehäuse 4 aufgenommen. Das Gehäuse 4 kann beispielsweise quaderförmig und aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Kunststoff oder Keramik sein. Ferner ist das Gehäuse vorzugsweise einstückig, insbesondere monolithisch. Am zu den Steckstiften 2, 3 entgegengesetzten Ende des Gehäuses 4 sind zwei Anschlussbuchsen 5, 6 vorgesehen, von denen jede einem der Steckstifte 2, 3 zugeordnet und mit diesem elektrisch leitend verbunden ist. Die Anschlussbuchsen 5, 6 dienen zur Aufnahme und zum Festklemmen von elektrischen Leitungen 7, 8 (Drähten oder Litzen) eines Kabels 13. Die Leitungen 7, 8 sind selbstverständlich gegeneinander isoliert, beispielsweise durch deren Ummantelung und Freilegung der Endabschnitte. Die Anschlussbuchsen 5, 6 umfassen einen Leitungsaufnahmebereich, in dem die Enden der Leitungen 7, 8 aufgenommen und festgeklemmt werden können. Der Leitungsaufnahmebereich kann ringsum von elektrisch leitendem Material begrenzt werden. Ebenso kann der Leitungsaufnahmebereich auf einer die Klemmung herstellenden Seite aus Kunststoffmaterial begrenzt sein und auf einer gegenüberliegenden Seite von elektrisch leitendem Material begrenzt sein. Das elektrisch leitende Material ist das gleiche Material wie das Material des Steckstifts 2, 3, mit dem die jeweilige Anschlussbuchse 5, 6 verbunden ist. Dieses elektrisch leitende Material ist mit dem Material des zugeordneten Steckstifts 2, 3 zumindest elektrisch leitend verbunden, vorzugsweise handelt es sich jedoch um ein durchgehendes, einstückiges, insbesondere monolithisches Bauteil.The pins 2 . 3 are at least partially in a housing 4 added. The housing 4 For example, it can be cuboid and made of electrically insulating material, for example plastic or ceramic. Furthermore, the housing is preferably in one piece, in particular monolithic. Am to the pins 2 . 3 opposite end of the housing 4 are two connection sockets 5 . 6 provided, each one of the pins 2 . 3 assigned and electrically connected to this. The connection sockets 5 . 6 serve for receiving and clamping electrical cables 7 . 8th (Wires or strands) of a cable 13 , The wires 7 . 8th are of course isolated from each other, for example by their sheathing and exposure of the end sections. The connection sockets 5 . 6 include a line receiving area in which the ends of the lines 7 . 8th can be picked up and clamped. The line receiving area can be bounded by electrically conductive material all around. Likewise, the lead receiving area may be confined on a clamping-making side of plastic material and bounded on an opposite side of electrically conductive material. The electrically conductive material is the same material as the material of the plug pin 2 . 3 , with which the respective connection socket 5 . 6 connected is. This electrically conductive material is with the material of the associated plug pin 2 . 3 connected at least electrically conductive, but it is preferably a continuous, one-piece, in particular monolithic component.

Die Leitungen 7, 8 sind aus dem gleichen Material wie die zugeordneten Steckstifte 2, 3. Das heißt, die mit dem Steckstift 2 elektrisch zu verbindende und mechanisch in die Anschlussbuchse 5 zu klemmende Leitung 7 ist aus dem gleichen Material wie der Steckstift 2. Analog ist die mit dem Steckstift 3 elektrisch zu verbindende und mechanisch in die Anschlussbuchse 6 zu klemmende Leitung 8 aus dem gleichen Material wie der Steckstift 3. An den zum Thermostecker 1 entgegengesetzten Enden 14 der Leitungen 7, 8 sind die Leitungen 7, 8 elektrisch miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt, verlötet oder verpresst. Durch diese Verbindung der Enden 14 und die Materialkombination der Leitungen 7, 8 wird ein Thermoelement ausgebildet. Es sind aus dem Stand der Technik zahlreiche Materialkombinationen bekannt. Insbesondere besteht der Steckstift 2, der elektrisch leitende Teil der Anschlussbuchse 5 und die Leitung 7 aus Nickel-Chrom und der Steckstift 3, der elektrisch leitende Teil der Anschlussbuchse 6 und die Leitung 8 aus Nickel. Darüber hinaus können auch folgende Materialkombinationen gewählt werden: Nickel-Chrom und Nickellegierung, Eisen und Kupfer-Nickel, Kupfer und Kupfer-Nickel, Nickel-Chrom und Kupfer-Nickel, sowie Kupfer und Kupferlegierung. Diese Beispiele sind jedoch nicht abschließend. Vielmehr ist das Wesentliche dabei, dass solche Materialkombinationen gewählt werden, dass abhängig von einer Temperaturänderung am Thermoelement eine Spannung erzeugt wird, wobei sich der Spannungswert abhängig von der Temperaturänderung ändert, so dass ein festgelegter Zusammenhang zwischen Temperaturänderung und zu messender Spannung besteht. Dieses Funktionsprinzip von Thermoelementen ist bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden. Dadurch, dass innerhalb eines Leitungspfads (d. h. Leitung, Anschlussbuchse, Steckstift) das gleiche Material gewählt wird, entstehen keine Materialübergänge, wodurch die zu messende Spannung ohne Verfälschungen von den Enden 14 zu den Steckstiften und von diesen weitergegeben wird.The wires 7 . 8th are made of the same material as the associated plug pins 2 . 3 , That is, the one with the pin 2 electrically connected and mechanically into the socket 5 to be clamped line 7 is made of the same material as the pin 2 , Analog is the one with the pin 3 electrically connected and mechanically into the socket 6 to be clamped line 8th made of the same material as the pin 3 , To the thermostecker 1 opposite ends 14 the lines 7 . 8th are the wires 7 . 8th electrically connected to each other, for example, welded, soldered or pressed. Through this connection of the ends 14 and the material combination of the lines 7 . 8th a thermocouple is formed. There are known from the prior art numerous combinations of materials. In particular, there is the plug pin 2 , the electrically conductive part of the connection socket 5 and the line 7 made of nickel-chrome and the pin 3 , the electrically conductive part of the connection socket 6 and the line 8th made of nickel. In addition, the following material combinations can be selected: nickel-chromium and nickel alloy, iron and copper-nickel, copper and copper-nickel, nickel-chromium and copper-nickel, and copper and copper alloy. However, these examples are not exhaustive. Rather, the essential thing is that such material combinations are selected, that depending on a temperature change at the thermocouple, a voltage is generated, wherein the voltage value changes depending on the temperature change, so that there is a fixed relationship between temperature change and voltage to be measured. This functional principle of thermocouples is known and will not be explained in detail here. The fact that within a line path (ie line, connector, pin) the same material is selected, there are no material transitions, whereby the voltage to be measured without distortions from the ends 14 to the pins and of these is passed on.

In der Praxis werden die verbundenen Enden 14 zur Messung an zu messenden Fahrzeugkomponenten befestigt, beispielsweise an die Außenfläche dieser Komponenten angeklebt, angelötet, angeschweißt oder in sonstiger Weise mit der zu messenden Komponente verbunden.In practice, the connected ends 14 attached to the measurement to be measured vehicle components, for example, adhered to the outer surface of these components, soldered, welded or otherwise connected to the component to be measured.

Die Klemmvorrichtung der Anschlussbuchse 5, 6 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils ein um eine Drehachse 11 schwenkbarer Hebel 9, 10. Im geschlossenen Zustand drückt ein Arm 12 der Hebel 9, 10 das zu klemmende Leitungsende gegen die dem Hebel gegenüberliegende Begrenzung des Leitungsaufnahmebereichs. Die Klemmung mittels Hebel 9, 10 ist jedoch nur beispielhaft für eine schraubenlose, insbesondere werkzeuglose Klemmung. Ebenso kann die Klemmung mittels federbelasteter Drucktaster oder ähnlichem realisiert werden.The clamping device of the connection socket 5 . 6 In the illustrated embodiment, one in each case about an axis of rotation 11 swiveling lever 9 . 10 , When closed, an arm pushes 12 the lever 9 . 10 the line end to be clamped against the lever of the opposite boundary of the line receiving area. The clamping by lever 9 . 10 However, it is only an example of a screwless, in particular tool-free clamping. Likewise, the clamping can be realized by means of spring-loaded pushbutton or the like.

Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and the foregoing description, this illustration and description is to be considered illustrative or exemplary, and not restrictive, and is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. The mere fact that certain features are mentioned in various dependent claims is not intended to imply that a combination of these features could not be used to advantage.

Claims

Thermosteck plug ( 1 ) with two pins ( 2 . 3 ) different, electrically conductive material; two connection sockets ( 5 . 6 ), each with one of the plug pins ( 2 . 3 ) are electrically connected, for the screwless connection of electrical lines ( 7 . 8th ), whereby the connection sockets ( 5 . 6 ) have the same material as the one with the respective connection socket ( 5 . 6 ) connected pin ( 2 . 3 ), whereby the connection sockets ( 5 . 6 ) each have a clamping device, with each one of the lines ( 7 . 8th ) without tools into the connection socket ( 5 . 6 ) is clamped, wherein the clamping device has a pivotable lever ( 9 . 10 ), which in a position the line ( 7 . 8th ) from the connection socket ( 5 . 6 ) and in another position the line ( 7 . 8th ) in the connection socket ( 5 . 6 ).

Thermosteck plug ( 1 ) according to claim 1, wherein the plug pins ( 2 . 3 ) each of the same material as an entire, electrically conductive part of the associated connection sockets ( 5 . 6 ) are.

Thermosteck plug ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the connection socket ( 5 . 6 ) forms an elongated line receiving area, wherein the line receiving area is limited in a plane perpendicular to the longitudinal axis on the one hand by the material which is equal to the material from which the with the respective connection socket ( 5 . 6 ) connected pin ( 2 . 3 ), and is bounded on an opposite side by a plastic material.

Thermosteck plug ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the plug pins ( 2 . 3 ) parallel to each other and wherein the pins ( 2 . 3 ) have different cross-sections perpendicular to their longitudinal direction.

Thermosteck plug ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein one of the plug pins ( 2 ) made of nickel-chromium and the other of the plug pins ( 3 ) are made of nickel.

Thermosteck plug ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the two plug pins ( 2 . 3 ) and the two connection sockets ( 5 . 6 ) in a housing ( 4 ), which is continuous and material interruption free of the pins ( 2 . 3 ) to the connection sockets ( 5 . 6 ).

Temperature measuring arrangement with a thermal plug ( 1 ) according to one of the preceding claims and a cable ( 13 ), which the two lines ( 7 . 8th ), which are made of the same materials as the plug pins ( 2 . 3 ) of the thermal plug ( 1 ).

Motor vehicle with a thermal plug ( 1 ) according to one of claims 1 to 6 or a temperature measuring arrangement according to claim 7.