DE102018104690A1

DE102018104690A1 - Sensor carrier unit and heating component

Info

Publication number: DE102018104690A1
Application number: DE102018104690.1A
Authority: DE
Inventors: Frédéric Zimmermann; Alois Schmid; Herbert Lippert
Original assignee: INTER CONTROL HERMANN KOEHLER ELEKTRIK GmbH and CO KG; INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL HERMANN KOEHLER ELEKTRIK GmbH and CO KG; INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2018-09-06
Also published as: DE202017101273U1

Abstract

Sensorträgereinheit (1), umfassend ein isolierendes Gehäuse (2), Kontaktelemente (3a, 3b), zum Anschluss der Sensorträgereinheit (1) an eine elektrische Leitungsstrecke, eine unterhalb des isolierenden Gehäuses (2) angeordnete Grundplatte (4), die als wärmeleitende Montageplatte der Sensorträgereinheit (1) dient, ein Sensorelement (6) zur Temperaturbestimmung und elektrische Sensorkontaktelemente (7a, 7b), wobei eine elektrisch leitfähige Kontaktstrecke zwischen den Sensorkontaktelementen (7a, 7b) und den Kontaktelementen (3a, 3b) vorgesehen ist, wobei als Sensorelement (6) ein, vorzugsweise mit elektrischen Sensorkontaktelementen (7a, 7b) vorkonfektioniertes, thermisch sensitives Bauelement vorgesehen ist und das Sensorelement (6) auf der Oberseite der Grundplatte (4), in einer Ausnehmung (8) der Grundplatte (4) oder unterhalb der Grundplatte (4) angeordnet ist.

Sensor carrier unit (1), comprising an insulating housing (2), contact elements (3a, 3b), for connecting the sensor carrier unit (1) to an electrical line, a base plate (4) arranged below the insulating housing (2) serving as a heat-conducting mounting plate the sensor carrier unit (1) is used, a sensor element (6) for temperature determination and electrical sensor contact elements (7a, 7b), wherein an electrically conductive contact path between the sensor contact elements (7a, 7b) and the contact elements (3a, 3b) is provided, wherein as the sensor element (6) a, preferably with electrical sensor contact elements (7a, 7b) prefabricated, thermally sensitive component is provided and the sensor element (6) on top of the base plate (4), in a recess (8) of the base plate (4) or below Base plate (4) is arranged.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorträgereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Heizungskomponente gemäß Anspruch 23.The present invention relates to a sensor carrier unit according to the preamble of claim 1. The present invention further relates to a heating component according to claim 23.

Technologischer HintergrundTechnological background

Gattungsgemäße Sensorträgereinheiten werden üblicherweise in Kombination mit Heizkomponenten bzw. Heizeinrichtungen in Gebrauchsgegenständen oder Haushaltsgeräten verwendet, wie z. B. Wasserkochern, Kaffeemaschinen, Bügeleisen, Geschirrspülern, Waschmaschinen oder dergleichen, aber auch in industriellen Geräten und Maschinen und auch in Gebäudetechnik (z. B. Gastherme).Generic sensor carrier units are commonly used in combination with heating components or heaters in commodities or household appliances, such. As kettles, coffee makers, irons, dishwashers, washing machines or the like, but also in industrial equipment and machinery and in building services (eg., Gas boiler).

Die Sensorträgereinheit wird hierbei in Wärmekontakt zu der Heizeinrichtung positioniert und üblicherweise über zwei oder mehr Anschlusskontakte bzw. Kontaktelemente in den Stromkreis der Heizeinrichtung implementiert. Die Sensorträgereinheit umfasst in der Regel ein aktiv auf Temperatur ansprechendes Sensorelement, mittels dem die Temperatur erfasst werden kann, die von der Heizeinrichtung über den Wärmekontakt auf das Sensorelement übertragen wird.The sensor carrier unit is in this case positioned in thermal contact with the heating device and is usually implemented via two or more connection contacts or contact elements in the circuit of the heating device. As a rule, the sensor carrier unit comprises an actively temperature-responsive sensor element by means of which the temperature can be detected which is transmitted by the heating device to the sensor element via the thermal contact.

Druckschriftlicher Stand der TechnikPrinted prior art

Die DE 10 2005 007 291 B4 beschreibt eine Sensorträgereinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Sensorträgereinheit besitzt ein isolierendes Gehäuse mit Kontaktelementen, die an dem Gehäuse mit besonderen Befestigungselementen befestigt sind, sowie eine Grundplatte, die das Gehäuse trägt und mittels der die Sensorträgereinheit auf einer Heizung anbringbar ist. Das Gehäuse weist eine Ausnehmung auf, in die ein entsprechend geformter, dauerelastischer Adapter einsetzbar ist. In einer sacklochartigen Ausnehmung des Adapters wiederum befindet sich ein Sensorelement mit Drahtenden bzw. Sensorkontaktelementen. Diese sind an die Geometrie des Adapters angepasst und beaufschlagen die Befestigungselemente dauerelastisch. Hierdurch werden die Drahtenden bzw. Sensorkontaktelemente zwischen dem Adapter und den Befestigungselementen in Position gedrückt bzw. gehalten. Demzufolge muss der Adapter aus einem Material mit einer bestimmten Shore-Härte gefertigt sein, sodass ein dauerhafter federnder Anpresskontakt der beiden Drahtenden des Sensors an den Befestigungselementen besteht. Die bekannte Sensorträgereinheit hat den Nachteil, dass ein spezieller Adapter zwingend ist. Zudem liegt der Adapter auf der Grundplatte auf und wirkt somit einem Wärmeübertrag von der Heizung über die Grundplatte auf das Sensorelement entgegen. Dementsprechend muss zunächst die Adaptereinheit die Abschalttemperatur erreichen, bevor das Sensorelement diese erreicht. Hierdurch wird die Reaktionszeit verringert. Darüber hinaus sind die Befestigungselemente gleichzeitig Teil der elektrischen Kontaktstrecke und müssen daher entsprechend ausgelegt sein. Ferner besitzt die Sensorträgereinheit in Hinblick auf die Konstruktion des Adapters einen komplizierten Aufbau.The DE 10 2005 007 291 B4 describes a sensor carrier unit according to the preamble of claim 1. The sensor carrier unit has an insulating housing with contact elements which are fixed to the housing with special fasteners, and a base plate which carries the housing and by means of which the sensor carrier unit can be mounted on a heater. The housing has a recess into which a correspondingly shaped, permanently elastic adapter can be inserted. In a blind hole-like recess of the adapter, in turn, there is a sensor element with wire ends or sensor contact elements. These are adapted to the geometry of the adapter and act on the fasteners permanently elastic. As a result, the wire ends or sensor contact elements between the adapter and the fastening elements are pressed or held in position. Consequently, the adapter must be made of a material with a certain Shore hardness, so that there is a permanent resilient contact pressure of the two wire ends of the sensor to the fasteners. The known sensor carrier unit has the disadvantage that a special adapter is mandatory. In addition, the adapter rests on the base plate and thus counteracts heat transfer from the heater via the base plate to the sensor element. Accordingly, the adapter unit must first reach the shutdown temperature before the sensor element reaches it. This reduces the reaction time. In addition, the fasteners are also part of the electrical contact path and must therefore be designed accordingly. Further, the sensor carrier unit has a complicated structure in view of the construction of the adapter.

Ferner ist aus der DE 44 27 558 A1 sowie aus der direkt darauf Bezug nehmenden DE 100 35 747 A1 ein Temperatursensor bekannt, bei dem ein auf einem Keramikplättchen befestigtes Sensorelement auf der Oberseite eines Wärmeleitelement angeordnet ist. Ferner sind zwei elektrisch leitfähige, äquidistant angeordnete lose Stifte vorgesehen, die mit ihrem einen Ende das Sensorelement oder einen zugehörigen Anschlusskontakt und mit ihrem anderen Ende den jeweiligen Anschlusskontakt unter Druck beaufschlagen. Zur Verbesserung der Federeigenschaften sind die Anschlusselemente z-förmig gebogen. Die Stifte können angespitzt sein, um einen höheren wirksamen Kontaktdruck zu erzeugen. Das Keramikplättchen und das Sensorelement können zur Erleichterung des Montagevorgangs an dem Wärmeleitelement vorfixiert sein. Diese bekannte Konstruktion ist aufwendig im Aufbau. Zudem bewirkt das Keramikplättchen ein verzögertes Ansprechverhalten des Temperatursensors.Furthermore, from the DE 44 27 558 A1 as well as from the directly referring to it DE 100 35 747 A1 a temperature sensor is known in which a mounted on a ceramic plate sensor element is arranged on the upper side of a heat conducting element. Furthermore, two electrically conductive, equidistantly arranged loose pins are provided, which act on one end of the sensor element or an associated terminal contact and at its other end to the respective terminal contact under pressure. To improve the spring properties, the connecting elements are bent in a Z-shape. The pins may be sharpened to create a higher effective contact pressure. The ceramic plate and the sensor element may be prefixed to facilitate the assembly process on the heat conducting element. This known construction is expensive in construction. In addition, the ceramic plate causes a delayed response of the temperature sensor.

Aufgabe der vorliegenden ErfindungObject of the present invention

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Sensorträgereinheit zur Verfügung zu stellen, die ein gutes Ansprechverhalten bei vereinfachtem Aufbau gewährleistet.The object of the present invention is to provide a generic sensor carrier unit that ensures a good response with a simplified design.

Lösung der AufgabeSolution of the task

Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.The above object is achieved by the entire teaching of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are claimed in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist als Sensorelement ein, vorzugsweise mit elektrischen Sensorkontaktelementen vorkonfektioniertes, thermisch sensitives Bauelement vorgesehen ist, welches ohne wärmeleitendes Trägerbauteil bzw. Trägerplatte unmittelbar auf bzw. an der Oberseite der als Wärmeleitelement dienenden Grundplatte, in einer oberseitigen Ausnehmung bzw. Vertiefung der Grundplatte oder unterhalb der Grundplatte angeordnet ist. Bei den Sensorkontaktelementen handelt es sich insbesondere um flexible oder drahtförmige Elemente.According to the invention is provided as a sensor element, preferably with electrical sensor contact elements prefabricated, thermally sensitive component which without heat-conducting support member or support plate directly on or at the top of serving as a heat conduction base plate, in an upper-side recess or recess of the base plate or below Base plate is arranged. The sensor contact elements are in particular flexible or wire-shaped elements.

Erfindungsgemäß ist als Sensorelement ein, vorzugsweise mit elektrischen Sensorkontaktelementen vorkonfektioniertes, thermisch sensitives Bauelement vorgesehen, welches als solches, also zusammen mit seinen elektrischen Sensorkontaktelementen, unmittelbar an der Grundplatte angeordnet und dort befestigt wird. Das vorkonfektionierte Sensorelement mit den elektrischen Sensorkontaktelementen kann mit einem elektrisch nichtleitenden, dünnen Überzug versehen sein, wobei die Enden des elektrischen Sensorkontaktelements unbeschichtet sind. Hierbei kann es sich entweder unmittelbar auf der Oberseite der Grundplatte, also auf der ebenen Oberseite der Grundplatte aufliegend oder in eine Ausnehmung der Grundplatte eingreifend, angeordnet bzw. fixiert sein. Die Ausnehmung der Grundplatte hat den Vorteil, dass ein Wärmeübertrag auch seitlich des thermisch sensitiven Bauelements ausgehend von dem Material der Grundplatte zum thermisch sensitiven Bauelement hin stattfindet. Alternativ kann sich das thermisch sensitive Bauelement auch unterhalb der Grundplatte befinden.According to the invention, a thermally sensitive component is provided as a sensor element, preferably prefabricated with electrical sensor contact elements, which as such, ie together with its electrical component Sensor contact elements, arranged directly on the base plate and fastened there. The prefabricated sensor element with the electrical sensor contact elements may be provided with an electrically non-conductive, thin coating, wherein the ends of the electrical sensor contact element are uncoated. In this case, it can be arranged or fixed either directly on the upper side of the base plate, that is resting on the planar upper side of the base plate or engaging in a recess of the base plate. The recess of the base plate has the advantage that a heat transfer also takes place laterally of the thermally sensitive component, starting from the material of the base plate to the thermally sensitive device out. Alternatively, the thermally sensitive device may also be located below the base plate.

Die Erfindung ermöglicht aufgrund der Verwendung eines thermisch sensitiven Bauelements, vorzugsweise eines solchen, welches sogleich mit seinen elektrischen Sensorkontaktelementen vorkonfektioniert ist, als Sensorelement eine besonders einfache Montage bei gleichzeitig sehr gutem Ansprechverhalten.Due to the use of a thermally sensitive component, preferably one which is already prefabricated with its electrical sensor contact elements, the invention makes possible a particularly simple assembly as a sensor element with at the same time a very good response.

Auf der Grundplatte ist das elektrisch isolierende und schlecht wärmeleitende Gehäuse (z. B. aus Kunststoff oder Keramik) fixiert. Zweckmäßigerweise kann eine sich von der Grundplatte nach oben erstreckende Durchgangsöffnung innerhalb des Gehäuses vorgesehen sein. Die Sensorkontaktelemente können, vorzugsweise gemeinsam, durch die Durchgangsöffnung hindurch bis zu den Kontaktelementen geführt sein und diese vorzugsweise unmittelbar kontaktieren. Das Sensorelement kann dadurch in ganz besonders einfacher Weise in der Sensorträgereinheit installiert werden. Zusätzliche Adapterteile können ersatzlos entfallen. Zudem ergibt sich die Möglichkeit eines vereinfachten automatisierten Montageprozesses.The electrically insulating and poorly heat-conducting housing (eg made of plastic or ceramic) is fixed on the base plate. Conveniently, a passage opening extending upward from the base plate may be provided inside the housing. The sensor contact elements can, preferably in common, be guided through the passage opening up to the contact elements and preferably contact them directly. The sensor element can thereby be installed in a very simple manner in the sensor carrier unit. Additional adapter parts can be omitted without replacement. In addition, there is the possibility of a simplified automated assembly process.

Die Erfindung ermöglicht es das jeweilige Sensorkontaktelement und Kontaktelement unmittelbar zu kontaktieren, was den Montageprozess erheblich vereinfacht.The invention makes it possible to contact the respective sensor contact element and contact element directly, which considerably simplifies the assembly process.

Vorzugsweise können die Sensorkontaktelemente und die Kontaktelemente durch eine Löt- oder Schweißverbindung miteinander verbunden sein. Dadurch wird eine dauerhafte Verbindung mit hoher Spannungsfestigkeit hergestellt, wodurch sich die Betriebsdauer und -sicherheit in besonderem Maße verbessert.Preferably, the sensor contact elements and the contact elements may be connected to one another by a soldered or welded connection. As a result, a durable connection with high dielectric strength is produced, which improves the service life and safety in particular.

Dadurch, dass die Sensorkontaktelemente des Sensorelements vorzugsweise gemeinsam von einer Umhüllung umgeben sind, kann die Spannungsfestigkeit auf einfache Art noch zusätzlich erhöht werden. Die Umhüllung kann starr oder flexibel schlauchartig sein. Die Umhüllung kann hierbei vorzugsweise aus besonders gut isolierendem Material, wie z. B. aus Silikon oder Teflon, gefertigt sein.Due to the fact that the sensor contact elements of the sensor element are preferably jointly surrounded by a cladding, the voltage resistance can be additionally increased in a simple manner. The enclosure may be rigid or flexible tubular. The envelope may in this case preferably made of particularly good insulating material, such. B. made of silicone or Teflon, made.

Es ist vorteilhaft, wenn ein Sensorelement mit einer gekrümmten Form, vorzugsweise mit einer tropfenartige Form verwendet wird, da diese Formen zum einen lediglich einen geringen Platzbedarf haben, zum anderen gut mit einer Kleber/Wärmeträgermasse an der Grundplatte fixiert werden können.It is advantageous if a sensor element with a curved shape, preferably with a drop-like shape is used, since these forms have only a small footprint, on the other hand can be well fixed with an adhesive / heat transfer material to the base plate.

Zweckmäßigerweise kann als Sensorelement ein Temperatursensor, vorzugsweise ein NTC-Sensor, ein PTC-Sensor, ein Platin-Messwiderstand oder ein Thermoelement, vorzugsweise jeweils in fertig konfektionierter Form, vorgesehen sein. Für einen Platin-Messwiderstand kann es vorteilhaft sein, dass es mit drei oder vier elektrischen Sensorkontaktelementen versehen ist. Dementsprechend kann sich auch die Anzahl der Kontaktelemente erhöhen.Appropriately, as a sensor element, a temperature sensor, preferably an NTC sensor, a PTC sensor, a platinum measuring resistor or a thermocouple, preferably in each case ready-made form, may be provided. For a platinum measuring resistor, it may be advantageous that it is provided with three or four electrical sensor contact elements. Accordingly, the number of contact elements can increase.

Das Sensorelement ist vorzugsweise mittels einer wärmeleitenden Fixiermasse an die bzw. auf der Grundplatte fixiert. Dies ermöglicht eine spaltfrei hochwirksame mechanische Fixierung bei optimaler Wärmeübertragung. Daraus resultiert eine sehr kurze Ansprechzeit des Temperatursensors. Vorzugweise handelt es sich bei der wärmeleitfähigen Fixiermasse um eine thermisch und/oder chemisch aushärtbare fluide Masse oder Paste. Vorteilhaft ist auch eine nach dem Aushärteprozess gewisse Restflexibilität, um die durch Temperaturbeaufschlagung entstehenden mechanischen Ausdehnungen auszugleichen.The sensor element is preferably fixed by means of a thermally conductive fixing compound to or on the base plate. This allows a gap-free highly effective mechanical fixation with optimal heat transfer. This results in a very short response time of the temperature sensor. Preferably, the thermally conductive fixing compound is a thermally and / or chemically hardenable fluid mass or paste. It is also advantageous after the curing process certain residual flexibility to compensate for the mechanical expansions resulting from the application of temperature.

Ferner kann die Ausnehmung einen umlaufenden Rand aufweisen, der die obere Ebene der Grundplatte überragt. Daraus resultiert der Vorteil, dass das Sensorelement noch besser in die Ausnehmung der Grundplatte eingebettet werden kann, wodurch mehr wärmeleitfähiges Material der Grundplatte die Seitenbereiche des Sensorelements umgibt. Dadurch kann der Wärmeübertrag von der Grundplatte auf das Sensorelement nochmals erheblich verbessert werden. Darüber hinaus wird aufgrund der Einbettung eine optimale Fixierung des Sensorelements erreicht.Furthermore, the recess may have a peripheral edge, which projects beyond the upper plane of the base plate. This results in the advantage that the sensor element can be embedded even better in the recess of the base plate, whereby more heat-conductive material of the base plate surrounds the side regions of the sensor element. As a result, the heat transfer from the base plate to the sensor element can be significantly improved again. In addition, an optimal fixation of the sensor element is achieved due to the embedding.

Vorzugsweise kann die Ausnehmung in die Grundplatte eingeprägt sein, z. B. durch einen Fließpressprozess.Preferably, the recess may be embossed in the base plate, for. B. by an extrusion process.

Dadurch, dass sich die Durchgangsöffnung unmittelbar oberhalb oder zumindest oberhalb im Bereich der Ausnehmung der Grundplatte befindet, können die Sensorkontaktelemente in einfacher Weise auf direktem Weg nach oben zu den Kontaktelementen verlaufen, vorzugsweise ohne das Gehäuse zu kontaktieren.The fact that the passage opening is located immediately above or at least above in the region of the recess of the base plate, the sensor contact elements can easily extend directly to the contact elements, preferably without contacting the housing.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann das Sensorelement auch in einer länglichen, als Wärmeleitelemente dienenden Aufnahmevorrichtung untergebracht sein, die sich an der Unterseite der Grundplatte befindet und von der Grundplatte nach unten entgegengesetzt zum Gehäuse verläuft. Die Sensorkontaktelemente erstrecken sich hierbei durch eine Öffnung der Grundplatte hindurch nach oben. Hierdurch kann das Sensorelement bei montierter Sensorträgereinheit in eine Öffnung an der Heizungskomponente eintauchen und mit dem Wärmemedium z. B. Wasser in Kontakt treten. Die längliche Aufnahmevorrichtung kann alternativ auch dazu dienen, zusätzlich zur oder anstatt der Oberflächentemperatur die Temperatur in dem Bauteil selbst zu erfassen, z. B. die Aufnahmevorrichtung in einer in dem Heizbauteil vorgesehene Sacklochbohrung eingreift. According to an alternative embodiment, the sensor element may also be accommodated in an elongate receiving device serving as heat-conducting elements, which is located on the lower side of the base plate and runs downwards from the base plate to the housing. The sensor contact elements extend through an opening of the base plate upwards. This allows the sensor element immersed in mounted sensor carrier unit in an opening on the heating component and with the heat medium z. B. contact water. The elongated receiving device may alternatively serve to detect the temperature in the component itself, in addition to or instead of the surface temperature, for. B. the receiving device engages in a provided in the heating component blind hole.

Die längliche Aufnahmevorrichtung kann entweder eine Hülse oder ein gebohrter Bolzen sein, welche jeweils mit der Grundplatte verbunden sind.The elongated receiving device may be either a sleeve or a drilled bolt, which are each connected to the base plate.

Auch hierbei ist es zweckmäßig, wenn sich die Durchgangsöffnung im Gehäuse unmittelbar oberhalb oder zumindest oberhalb im Bereich der Aufnahmevorrichtung befindet, so dass die Sensorkontaktelemente in einfacher Weise auf direktem Weg nach oben zu den Kontaktelementen verlaufen, vorzugsweise ohne das Gehäuse zu kontaktieren.Here, too, it is expedient if the passage opening in the housing is located directly above or at least above in the region of the receiving device, so that the sensor contact elements extend in a simple manner upwards to the contact elements, preferably without contacting the housing.

Sofern ein die Sensorkontaktelemente umgebendes und/oder aufnehmendes, vorzugsweise T-förmiges Formteil, verwendet wird, welches sich, zumindest teilweise bzw. abschnittsweise, zwischen dem Gehäuse und den Sensorkontaktelementen befindet, können die Sensorkontaktelemente bei Bedarf an den Kontaktelementen festgeklemmt werden. Das Formteilteil kann hierbei aus isolierendem Material, wie z. B. aus Silikon oder Teflon, gefertigt sein.If a sensor contact elements surrounding and / or receiving, preferably T-shaped molded part is used, which is, at least partially or in sections, between the housing and the sensor contact elements, the sensor contact elements can be clamped to the contact elements if necessary. The molding part can in this case of insulating material, such. B. made of silicone or Teflon, made.

Die Konstruktion ermöglicht es, dass das Sensorelement in seiner Positionierung unterhalb der Grundplatte zur Unterseite hin frei liegt, so dass das Sensorelement mit dem Wärmemedium z. B. Wasser unmittelbar in Kontakt treten kann und hierdurch eine optimale Wärmeübertragung gewährleistet ist.The construction makes it possible that the sensor element is exposed in its positioning below the base plate to the bottom, so that the sensor element with the heat medium z. B. water can come into direct contact and thus optimal heat transfer is ensured.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material der Grundplatte und/oder der Aufnahmevorrichtung um Aluminium oder eine Aluminiumlegierung.Preferably, the material of the base plate and / or the receiving device is aluminum or an aluminum alloy.

Dadurch dass das Gehäuse lediglich über schmale Gehäusestützen auf der Grundplatte aufliegt und zwischen dem Gehäuse und der Grundplatte ein großflächiger Freiraum vorgesehen ist, ist ein beträchtlicher oberer Bereich der Grundplatte von einem Luftraum d. h. von einer Wärmeisolatorschicht bedeckt, die einen Wärmeabfluss verhindert, wodurch die Ansprechzeit und Messgenauigkeit des Sensorelements noch zusätzlich erhöht wird.The fact that the housing rests only on narrow housing supports on the base plate and a large space is provided between the housing and the base plate, a considerable upper portion of the base plate of an air space d. H. covered by a heat insulating layer, which prevents heat dissipation, whereby the response time and measurement accuracy of the sensor element is further increased.

Zweckmäßigerweise umfasst die Grundplatte mindestens einen, vorzugsweise laschenartigen Befestigungsbereich, vorzugsweise eine Mehrzahl von Befestigungsbereichen. Der Befestigungsbereich dient hierbei zur Befestigung der Grundplatte bzw. der Sensorträgereinheit auf einer Montagefläche, z. B. im Bereich einer Heizungskomponente oder Heizeinrichtung, oder im Bereich eines zu überwachenden Mediums (z. B. an der Außenwand eines Fluidtanks oder einer Rohrleitung). Der Befestigungsbereich kann z. B. so ausgestaltet sein, dass er ein Loch oder mehrere Löcher enthält, womit die Sensorträgereinheit fest gedrückt oder verstemmt oder verschraubt wird.Conveniently, the base plate comprises at least one, preferably strap-like attachment region, preferably a plurality of attachment regions. The mounting area serves to fasten the base plate or the sensor carrier unit on a mounting surface, for. In the area of a heating component or heating device, or in the area of a medium to be monitored (eg on the outer wall of a fluid tank or a pipeline). The attachment area can z. B. be configured so that it contains a hole or more holes, whereby the sensor support unit is pressed firmly or caulked or screwed.

Vorzugsweise ist der Befestigungsbereich als abgeschrägter Bereich, d. h. als eine den Querschnitt zur Unterseite der Grundplatte verjüngende Konturierung, ausgebildet. Dadurch kann der Befestigungsbereich in einfacher Weise an eine Montagefläche mittels Schweißen bzw. Laserschweißen angebracht werden. Preferably, the attachment area is a bevelled area, i. H. as a cross section to the underside of the base plate tapering contouring, formed. As a result, the attachment area can be easily attached to a mounting surface by means of welding or laser welding.

Durch den, vorzugsweise im 45°-Winkel, abgeschrägten Bereich kann der Laser besonders gut in das Material der Grundplatte eindringen. Die Schweißverbindung wird dadurch in besonderem Maße verbessert. Alternativ oder zusätzlich kann der Befestigungsbereich auch eine Strukturierung umfassen, die ebenfalls dazu dient, das Eindringen des Lasers zu verbessern.By the, preferably at 45 ° angle, bevelled region of the laser can penetrate particularly well in the material of the base plate. The welded joint is thereby improved in particular. Alternatively or additionally, the attachment region may also comprise a structuring, which also serves to improve the penetration of the laser.

Auch kann die längliche Aufnahmevorrichtung an der Außenseite mit einem Gewinde oder einer Kontur ausgestattet werden, so dass die Befestigung über eine Kontermutter oder ein Spannscheibe (z. B. QuickLock) erfolgen kann. Dadurch können die laschenartigen Befestigungsbereiche entfallen.Also, the elongated receiving device can be equipped on the outside with a thread or a contour, so that the attachment via a lock nut or a clamping disc (eg QuickLock) can be done. As a result, the tab-like attachment areas can be omitted.

Dadurch dass die Grundplatte an ihrer Unterseite durchgängig eben ausgebildet ist oder zumindest eine ebene Auflagefläche bildet, wird ein flächiger Wärmeübertritt von der Montagefläche bzw. Oberfläche der Heizungskomponente gewährleistet.The fact that the base plate is formed flat on its underside consistently or at least forms a flat bearing surface, a flat heat transfer is ensured by the mounting surface or surface of the heating component.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein Anschlussterminal vorgesehen, der ein mit dem Gehäuse verbundenes, isolierendes Anschlussterminalgehäuse sowie darin befindliche Anschlussterminalkontakte aufweist, die mit den Kontaktelementen und/oder den Sensorkontaktelementen elektrisch leitfähig verbunden sind. Hierdurch kann die Sensorträgereinheit in einfacher Weise, insbesondere in einem automatisierten Verarbeitungsschritt, an eine nachgeschaltete Signalverarbeitungseinrichtung wie z. B. Steuereinrichtung, Schaltlogik oder dgl. angeschlossen werdenAccording to a further embodiment, a connection terminal is provided, which has an insulated connection terminal housing connected to the housing and connection terminal contacts located therein, which are electrically conductively connected to the contact elements and / or the sensor contact elements. This allows the sensor carrier unit in a simple manner, in particular in an automated processing step, to a downstream signal processing device such. B. control device, switching logic or the like. Be connected

Vorzugsweise weist das Anschlussterminal hierzu eine Einstecker-Steck-Anschlussgeometrie auf. For this purpose, the connection terminal preferably has a plug-in plug connection geometry.

Alternativ sind Kontaktelemente möglich, die aufgrund ihrer Geometrie (flach oder wellenförmig) zum Anschweißen elektrischer Anschlüsse (Draht, Kabel oder Stecker mit individueller Geometrie) besonders geeignet sind.Alternatively, contact elements are possible which, due to their geometry (flat or wavy) for welding electrical connections (wire, cable or plug with individual geometry) are particularly suitable.

Die vorliegende Erfindung umfasst ferner eine Heizungskomponente mit einem Oberflächenbereich zur Befestigung einer Sensorträgereinheit, welche eine Sensorträgereinheit nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 22 umfasst. Eine solche Heizungskomponente kann zusammen mit der erfindungsgemäßen Sensorträgereinheit vorzugsweise als platzsparende fertig konfektionierte Baugruppe konzipiert, die einfach industriell montierbar ist und eine optimale Effizienz in Bezug auf Wärmeerfassung gewährleistet.The present invention further comprises a heating component having a surface region for fastening a sensor carrier unit, which comprises a sensor carrier unit according to at least one of claims 1 to 22. Such a heating component, together with the sensor carrier unit according to the invention, may preferably be designed as a space-saving prefabricated assembly which is easy to install industrially and ensures optimum efficiency with respect to heat detection.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material der Heizungskomponente, zumindest in deren Oberflächenbereich zur Befestigung einer Sensorträgereinheit ebenfalls um Aluminium oder eine Aluminiumlegierung handelt. Möglich ist aber auch die Befestigung an einen Edelstahl-, Kupfer oder sonstigen Behälter oder an Rohren.The material of the heating component, at least in its surface region for fastening a sensor carrier unit, is likewise preferably aluminum or an aluminum alloy. But it is also possible to attach to a stainless steel, copper or other container or pipes.

Figurenlistelist of figures

Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand von Zeichnungsfiguren nachstehend näher erläutert. Es zeigen:

1 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer ersten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorträgereinheit;
2 eine vereinfachte Teilschnittdarstellung der Ausnehmung der Grundplatte im Bereich des Sensorelementes aus 1;
3 eine vereinfachte Teilschnittdarstellung einer alternativen Ausgestaltung der Ausnehmung der Grundplatte im Bereich des Sensorelementes;
4 eine vereinfachte Teilschnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der Ausnehmung der Grundplatte im Bereich des Sensorelementes;
5 eine vereinfachte Teilschnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der Ausnehmung der Grundplatte im Bereich des Sensorelementes;
6 eine vereinfachte Teilschnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensorträgereinheit;
7 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der Sensorträgereinheit;
8 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der Sensorträgereinheit;
9 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der Sensorträgereinheit;
10 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der Sensorträgereinheit;
11 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der Sensorträgereinheit;
12 eine vereinfachte perspektivische Teilschnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der Sensorträgereinheit, sowie
13 eine vereinfachte Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung der Sensorträgereinheit.

Advantageous embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to drawing figures. Show it:

1 a simplified sectional view of a first embodiment of a sensor carrier unit according to the invention;
2 a simplified partial sectional view of the recess of the base plate in the region of the sensor element 1 ;
3 a simplified partial sectional view of an alternative embodiment of the recess of the base plate in the region of the sensor element;
4 a simplified partial sectional view of a further embodiment of the recess of the base plate in the region of the sensor element;
5 a simplified partial sectional view of a further embodiment of the recess of the base plate in the region of the sensor element;
6 a simplified partial sectional view of a further embodiment of the sensor carrier unit according to the invention;
7 a simplified sectional view of another embodiment of the sensor carrier unit;
8th a simplified sectional view of another embodiment of the sensor carrier unit;
9 a simplified sectional view of another embodiment of the sensor carrier unit;
10 a simplified sectional view of another embodiment of the sensor carrier unit;
11 a simplified sectional view of another embodiment of the sensor carrier unit;
12 a simplified perspective partial sectional view of a further embodiment of the sensor carrier unit, as well
13 a simplified sectional view of another embodiment of the sensor carrier unit.

Bezugsziffer 1 in 1 bezeichnet eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensorträgereinheit. Die Sensorträgereinheit 1 umfasst ein isolierendes Gehäuse 2, welches vorzugsweise aus Keramik oder Kunststoff gefertigt ist. Am isolierenden Gehäuse 2 sind Kontaktelemente 3a, 3b angeordnet, über die die Sensorträgereinheit 1 an eine, nicht dargestellte, elektrische Leitungsstrecke, wie z. B. der Stromkreis einer Heizeinrichtung, angeschlossen werden kann. Unterhalb des isolierenden Gehäuses 2 ist eine unterseitig durchgängig eben ausgebildete Grundplatte 4 angeordnet. Die Grundplatte 4 dient der Sensorträgereinheit 1 als Montageplatte, mittels der die Sensorträgereinheit 1 auf einer Montagefläche 18 einer Heizeinrichtung oder Heizkomponente montiert werden kann. Ferner dient die Grundplatte 4 dazu, die Wärme von der Heizeinrichtung, auf die Sensorträgereinheit 1 zu übertragen. Hierzu ist die Grundplatte 4 aus einem wärmeleitfähigen Material, wie z. B. aus Aluminium oder Aluminiumlegierung der Gattung AISi, AISiMg, AlMg, AlMgSi oder dergleichen, wie z. B. Al99, Al99, 5 AlMg3, AlMg1, gefertigt.numeral 1 in 1 denotes an embodiment of a sensor carrier unit according to the invention. The sensor carrier unit 1 comprises an insulating housing 2, which is preferably made of ceramic or plastic. On the insulating housing 2 are contact elements 3a . 3b arranged over which the sensor carrier unit 1 to a, not shown, electrical line route, such. B. the circuit of a heater can be connected. Below the insulating housing 2 is a bottom side consistently trained base plate 4 arranged. The base plate 4 serves the sensor carrier unit 1 as a mounting plate, by means of the sensor carrier unit 1 on a mounting surface 18 a heater or heating component can be mounted. Furthermore, the base plate is used 4 in addition, the heat from the heater, on the sensor carrier unit 1 transferred to. This is the base plate 4 from a thermally conductive material, such. B. aluminum or aluminum alloy of the genus AISi, AISiMg, AlMg, AlMgSi or the like, such as. Al99, Al99, 5 AlMg3, AlMg1.

An der Grundplatte 4 ist ein Sensorelement 6 angeordnet. Das Sensorelement 6 umfasst zwei Sensorkontaktelemente 7a, 7b, mittels denen das Sensorelement 6 an den Kontaktelementen 3a, 3b unmittelbar angeschlossen ist. Hierbei werden die Sensorkontaktelemente 7a, 7b durch eine oberseitige, konzentrisch zum Sensorelement 6 angeordnete Durchgangsöffnung 5 innerhalb des Gehäuses 2 von der Grundplatte 4 nach oben bis in den Bereich der Kontaktelemente 3a, 3b geführt. Die Enden der Sensorkontaktelemente 7a, 7b sind über eine Schweiß- und/oder Lötverbindung an den Kontaktelementen 3a, 3b angebracht. Dadurch wird gewährleistet, dass eine direkte elektrisch leitfähige Kontaktstrecke zwischen den Sensorkontaktelementen 7a, 7b und den Kontaktelementen 3a, 3b besteht.At the base plate 4 is a sensor element 6 arranged. The sensor element 6 includes two sensor contact elements 7a . 7b , by means of which the sensor element 6 at the contact elements 3a . 3b is directly connected. Here are the sensor contact elements 7a . 7b through a top side, concentric with the sensor element 6 arranged passage opening 5 inside the case 2 from the base plate 4 up to the area of the contact elements 3a . 3b guided. The ends of the sensor contact elements 7a . 7b are via a welding and / or solder connection to the contact elements 3a . 3b appropriate. This ensures that a direct electrically conductive contact path between the sensor contact elements 7a . 7b and the contact elements 3a . 3b consists.

Als Sensorelement 6 zur Temperaturbestimmung ist gemäß 1 ein mit den Sensorkontaktelementen 7a, 7b vorkonfektioniertes Bauteil vorgesehen. Das vorkonfektionierte Sensorelement 6 mit den elektrischen Sensorkontaktelementen 7a, 7b kann mit einem elektrisch nichtleitenden, dünnen Überzug versehen sein, wobei die Enden der elektrischen Sensorkontaktelemente 6 unbeschichtet sind. Hierbei kann es sich um einen NTC-Sensor (Heißleiter, NTC-Widerstand, NTC-Thermistor) handeln. Alternativ könnte auch ein PTC-Sensor (Kaltleiter, PTC-Widerstand, PTC-Thermistor), ein Platin-Messwiderstand (PT100, PT1000), ein Thermoelement, ein Halbleiter-Temperatursensor, ein Schwingquarz, ein ferromagnetischer Temperatursensor, ein faseroptischer Temperatursensor oder dergleichen vorgesehen sein. Das Sensorelement 6 kann an den Sensorkontaktelementen 7a, 7b abgegriffen werden, sodass eine nachgeschaltete Messanordnung die Temperatur aus dem abgegriffenen Sensorsignal ermitteln kann.As a sensor element 6 for temperature determination is according to 1 one with the sensor contact elements 7a . 7b Pre-assembled component provided. The prefabricated sensor element 6 with the electrical sensor contact elements 7a . 7b may be provided with an electrically non-conductive, thin coating, wherein the ends of the electrical sensor contact elements 6 are uncoated. This can be an NTC sensor (thermistor, NTC resistor, NTC thermistor). Alternatively, a PTC sensor (PTC thermistor, PTC thermistor), a platinum measuring resistor (PT100, PT1000), a thermocouple, a semiconductor temperature sensor, a quartz crystal, a ferromagnetic temperature sensor, a fiber optic temperature sensor or the like could also be provided be. The sensor element 6 can be tapped at the sensor contact elements 7a, 7b, so that a downstream measuring arrangement can determine the temperature from the tapped sensor signal.

Gemäß 1 befindet sich das Sensorelement 6 in einer in die Grundplatte 4 eingeprägte Ausnehmung 8, die einen umlaufenden Rand 9 aufweist, der die obere Ebene der Grundplatte 4 überragt. An den Seiten des Randes 9 befindet sich eine umlaufende Vertiefung 13 bzw. Nut.According to 1 is the sensor element 6 in one in the base plate 4 embossed recess 8th that has a circumferential edge 9 has, which is the upper level of the base plate 4 surmounted. On the sides of the edge 9 There is a circumferential recess 13 or groove.

Das Gehäuse 2 liegt lediglich über schmale Gehäusestützen 2a auf der Grundplatte 4 auf. Dazwischen befindet sich ein großflächiger Freiraum 10, sodass ein beträchtlicher oberer Bereich der Grundplatte 4 von einem Luftraum, d.h. von einer Wärmeisolatorschicht bedeckt ist, die einen Wärmeabfluss verhindert. Wie aus 1 ersichtlich ist, umgibt der Freiraum 10 den Bereich der Ausnehmung 8 bzw. des Sensorelements 6 vollumfänglich.The housing 2 lies only over narrow housing supports 2a on the base plate 4 on. In between there is a large open space 10 leaving a considerable upper area of the base plate 4 is covered by an air space, that is, by a heat insulating layer, which prevents heat leakage. How out 1 is evident, the clearance surrounds 10 the area of the recess 8th or the sensor element 6 full.

Um eine Befestigung der Sensorträgereinheit 1 auf der Montagefläche 18 zu ermöglichen, besitzt die Grundplatte 4 Befestigungsbereiche 4a, 4b, die vorzugsweise nach Art von Befestigungslaschen ausgebildet sein können und bei der in 1 gezeigten Ausgestaltung eine verjüngende Konturierung bzw. Abschrägung aufweisen. Hierdurch kann mittels Schweißen, vorzugsweise Laserschweißen, ein optimaler Energieeintrag in die Grundplatte 4 bzw. in das Material der darunter befindlichen Montagefläche 18 erreicht werden. Durch diese Art der Befestigung wird eine Verkürzung der Ansprechzeit des Sensorelements 6 erreicht.To attach the sensor carrier unit 1 on the mounting surface 18 to allow owns the base plate 4 fixing areas 4a . 4b , which may preferably be designed in the manner of fastening straps and in which in 1 have shown a tapered contouring or bevel. In this way, by means of welding, preferably laser welding, an optimal energy input into the base plate 4 or in the material of the underlying mounting surface 18 be achieved. By this type of attachment is a shortening of the response time of the sensor element 6 reached.

Alternativ oder zusätzlich kann der Befestigungsbereich 4a, 4b eine (nicht dargestellte) Strukturierung umfassen, die ebenfalls dazu dient, das Eindringen des Lasers zu verbessern.Alternatively or additionally, the attachment area 4a . 4b a structuring (not shown), which also serves to improve the penetration of the laser.

Bei der in 1 dargestellten Ausgestaltung besitzt das Sensorelement 6 z. B. eine gekrümmte Form, z. B. Tropfenform, welches einen lediglich sehr geringen Platzbedarf begründet.At the in 1 The embodiment shown has the sensor element 6 z. B. a curved shape, for. B. drop shape, which justifies a very small footprint.

Das Sensorelement 6 ist in der Ausgestaltung nach 1 in direktem Kontakt mit der Grundplatte 4 mittels wärmeleitfähigem Material bzw. einer wärmeleitenden Fixiermasse 11 in der Ausnehmung 8 fixiert. Bei der wärmeleitenden Fixiermasse 11 handelt es sich vorzugsweise um eine thermisch und/oder chemisch aushärtbare fluide Masse oder Paste.The sensor element 6 is in the embodiment after 1 in direct contact with the base plate 4 by means of thermally conductive material or a thermally conductive fixing compound 11 in the recess 8th fixed. The thermally conductive fixing compound 11 is preferably a thermally and / or chemically hardenable fluid mass or paste.

Das Gehäuse 2 ist auf der Grundplatte 4 über nach oben emporstehende Befestigungslaschen 19a, 19b fixiert, die an deren Oberseite abgewinkelt sind und in entsprechende (nicht dargestellte) Gehäuseausnehmungen eingreifen. Die Befestigungslaschen 19a, 19b sind ausgestanzte Bereiche der Grundplatte 4, die nach oben gebogen sind.The housing 2 is on the base plate 4 over upstanding mounting tabs 19a . 19b fixed, which are angled at the top and engage in corresponding (not shown) Gehäuseausnehmungen. The fastening straps 19a . 19b are punched out areas of the base plate 4 which are bent upwards.

In 2 ist die Grundplatte 4 mit der Ausnehmung 8 und dem darin befindlichen Sensorelement 6 in Detailansicht dargestellt. Das Sensorelement 6 liegt mit seiner Unterseite direkt auf der Grundplatte 4 bzw. auf dem Boden der Ausnehmung 8 auf. Der Seitenbereich des Sensorelements 6 ist zur Grundplatte 4 hin mit der wärmeleitfähigen Fixiermasse 11 vollständig verfüllt, sodass eine nach oben gewölbte, das Sensorelement umgebene Füllung vorliegt, sodass sich keine Luftspalten oder Hohlräume ergeben. Wie aus 2 ebenfalls deutlich wird, verlaufen die Sensorkontaktelemente 7a, 7b voneinander beabstandet in einem ausreichenden Abstand zur Durchgangsöffnung 5 nach oben.In 2 is the base plate 4 with the recess 8th and the sensor element therein 6 shown in detail view. The sensor element 6 lies with its underside directly on the base plate 4 or on the bottom of the recess 8. The side area of the sensor element 6 is to the base plate 4 towards the thermally conductive fixing compound 11 completely filled, so that an upwardly curved, the sensor element surrounded filling is present, so that there are no air gaps or cavities. How out 2 is also clear, run the sensor contact elements 7a . 7b spaced from each other at a sufficient distance from the passage opening 5 up.

3 zeigt eine alternative Anordnung des Sensorelements 6 innerhalb der Ausnehmung 8. Das Sensorelement 6 berührt hierbei nicht die Grundplatte 4 bzw. den Boden der Ausnehmung 8. Um einen möglichst guten Wärmeübertrag zwischen Grundplatte 4 und Sensorelement 6 zu gewährleisten, ist die Ausnehmung 8 auch unterhalb des Sensorelements 6 formschlüssig mit wärmeleitfähiger Fixiermasse 11 verfüllt, sodass kein Luftspalt zwischen Sensorelement 6 und Grundplatte 4 vorhanden ist. Die wärmeleitfähige Fixiermasse 11 weist eine hohe elektrische Spannungsfestigkeit auf, wodurch das Sensorelement 6 gegenüber der Grundplatte 4 eine hohe Durchschlagsfestigkeit erreicht. 3 shows an alternative arrangement of the sensor element 6 inside the recess 8th , The sensor element 6 does not touch the base plate 4 or the bottom of the recess 8th , To ensure the best possible heat transfer between the base plate 4 and sensor element 6 to ensure the recess 8 is also below the sensor element 6 positive fit with thermally conductive fixing compound 11 filled so that no air gap between the sensor element 6 and base plate 4 is available. The thermally conductive fixing compound 11 has a high dielectric strength, whereby the sensor element 6 opposite the base plate 4 achieved a high dielectric strength.

Ferner kann gemäß 4 die Ausnehmung 8 auch derart an die Geometrie des Sensorelements 6 angepasst werden, dass ein möglichst guter Wärmeübertrag von der Grundplatte 4 auf das Sensorelement 6 gewährleistet ist. Beispielsweise kann die Ausnehmung 8 derart eingeprägt werden, dass nur ein möglichst geringer bis gar kein Raum zwischen Sensorelement 6 und Grundplatte 4 bzw. Ausnehmung 8 oder dem Rand 9 verbleibt, der mit wärmeleitfähigem Material 11 verfüllt wird.Furthermore, according to 4 the recess 8th also to the geometry of the sensor element 6 be adapted to the best possible heat transfer from the base plate 4 on the sensor element 6 is guaranteed. For example, the recess 8th be imprinted in such a way that only as little or no space as possible between the sensor element 6 and base plate 4 or recess 8th or the edge 9 remains with the thermally conductive material 11 is filled.

Alternativ kann gemäß 5 eine Ausnehmung 8 ohne umlaufender Vertiefung 13 vorgesehen sein, um die Wärme im Bereich des Randes 9 der Ausnehmung 8 noch besser zuzuführen.Alternatively, according to 5 a recess 8th be provided without circumferential recess 13 to the heat in the region of the edge 9 the recess 8th even better to feed.

6 zeigt eine alternative Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei der das Sensorelement 6 auf der Oberseite der Grundplatte 4 positioniert ist. Es kann hierbei vorzugsweise in unmittelbarem Kontakt zur Grundplatte 4 angeordnet sein und wird durch die wärmeleitfähige Fixiermasse 11 in Position gehalten. Die Fixiermasse 11 muss hierbei eine ausreichende Haftfähigkeit auf der Grundplatte 4 gewährleisten. 6 shows an alternative embodiment of the present invention, in which the sensor element 6 on top of the base plate 4 is positioned. It may in this case preferably in direct contact with the base plate 4 be arranged and is by the thermally conductive fixing compound 11 kept in position. The fixative 11 must ensure sufficient adhesion to the base plate 4.

7 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Sensorträgereinheit 1. An der Grundplatte 4 ist eine vorzugsweise hülsenförmige Aufnahmevorrichtung 12 angeordnet, die einen Kanal, vorzugsweise in Form einer inneren durchgängigen Bohrung 14 zur Aufnahme des Sensorelements 6 und stirnseitige Öffnungen 15a, 15b aufweist. Durch die Ausgestaltung der Grundplatte 4 mit einer derartigen Aufnahmevorrichtung 12 kann die Sensorträgereinheit 1 z. B. in eine Bohrung in der Montagefläche 18 eingreifen, sodass das Sensorelement 6 bzw. die Aufnahmevorrichtung 12 unterhalb der Grundplatte 4, unmittelbar im Bereich des Wärmemediums oder sogar im Wärmemedium, positioniert werden kann. 7 shows an alternative embodiment of the sensor carrier unit 1 , At the base plate 4 is a preferably sleeve-shaped receiving device 12 arranged, which has a channel, preferably in the form of an inner continuous bore 14 for receiving the sensor element 6 and frontal openings 15a, 15b. Due to the design of the base plate 4 with such a recording device 12 can the sensor carrier unit 1 z. B. in a hole in the mounting surface 18 engage so that the sensor element 6 or the recording device 12 below the base plate 4 , directly in the area of the heat medium or even in the heat medium, can be positioned.

Die Aufnahmevorrichtung 12 befindet sich hierbei innerhalb einer Öffnung der Grundplatte 4 und erstreckt sich von der Öffnung der Grundplatte 4 bzw. von der Unterseite der Grundplatte 4 in zum Gehäuse 2 entgegengesetzte Richtung. Bei der Aufnahmevorrichtung 12 kann es sich z. B. um einen mit einer Bohrung versehenen Bolzen oder eine Hülse z. B. aus Aluminium, Aluminiumlegierung oder Stahl handeln, der bzw. die mit der Grundplatte 4 verpresst wird bzw. in die Grundplatte 4 eingepresst wird. Die Aufnahmevorrichtung 12 kann hierbei auch zur Befestigung der Grundplatte 4 dienen.The cradle 12 is located within an opening of the base plate 4 and extends from the opening of the base plate 4 or from the underside of the base plate 4 in to the housing 2 opposite direction. At the recording device 12 can it be z. B. a bore provided with a bolt or a sleeve z. B. aluminum, aluminum alloy or steel, the or with the base plate 4 is pressed or in the base plate 4 is pressed. The cradle 12 This can also be used to attach the base plate 4 serve.

Gemäß 8 kann die Aufnahmevorrichtung 12 eine Bohrung 14 aufweisen, die als Stufenbohrung mit mindestens einer Stufe 16 ausgestaltet ist. Dadurch wird im Bereich des Sensorelements 6 der Wärmeübertrag von der Aufnahmevorrichtung 12 auf das Sensorelement 6 verbessert. Zudem entsteht ein isolierend wirkender Luftraum innerhalb der Aufnahmevorrichtung 12 zur Isolation der Sensorkontaktelemente 7a, 7b. Durch diese Wärmeisolierung der Kontaktelemente 7a, 7b wird die Spannungsfestigkeit der Kontaktelemente 7a, 7b bzw. des Sensorelements 6 erhöht.According to 8th can the cradle 12 a hole 14 have, as a stepped bore with at least one step 16 is designed. This will be in the range of the sensor element 6 the heat transfer from the receiving device 12 on the sensor element 6 improved. In addition, an insulating air space is created within the receiving device 12 for isolation of the sensor contact elements 7a . 7b , By this heat insulation of the contact elements 7a , 7b, the dielectric strength of the contact elements 7a . 7b or the sensor element 6 elevated.

Die Aufnahmevorrichtung 12 kann zusätzlich mit einer dünnen isolierenden Schicht (z. B. Pulverbeschichtung) ausgekleidet sein.The cradle 12 may additionally be lined with a thin insulating layer (eg powder coating).

Alternativ oder zusätzlich kann eine, wie in 9 gezeigt, die Sensorkontaktelemente 7a, 7b umgebende und/oder aufnehmende Umhüllung 17 vorgesehen sein, welche sich zumindest teilweise zwischen dem Gehäuse 2 bzw. der Grundplatte 4 bzw. der Aufnahmevorrichtung 12 und den Sensorkontaktelementen 7a, 7b befindet. Die Umhüllung 17 dient der Erhöhung der Spannungsfestigkeit und ist vorzugsweise aus wärmeisolierendem Material, wie z. B. Teflon, Silikon oder dergleichen gefertigt. Die Umhüllung 17 kann entweder starr ausgebildet sein oder als schlauchartig flexible Umhüllung gestaltet sein.Alternatively or additionally, a, as in 9 shown, the sensor contact elements 7a . 7b surrounding and / or receiving cladding 17 be provided, which at least partially between the housing 2 or the base plate 4 or the recording device 12 and the sensor contact elements 7a , 7b. The serving 17 serves to increase the dielectric strength and is preferably made of heat-insulating material, such. As Teflon, silicone or the like. The serving 17 can either be rigid or designed as a hose-like flexible enclosure.

Die Bezugsziffer 1 in 10 bezeichnet eine erfindungsgemäße Sensorträgereinheit, die ein Anschlussterminal 20 aufweist, das oberhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist. Das Anschlussterminal 20 umfasst ein isolierendes (z. B. aus Kunststoff bestehendes) Anschlussterminalgehäuse 21 sowie darin befindliche Anschlussterminalkontakte 22a, 22b. Die Anschlussterminalkontakte 22a, 22b sind mit den Sensorkontaktelementen 7a, 7b über die Kontaktelemente 3a, 3b elektrisch leitfähig verbunden. Die Anschlussterminalkontakte 22a, 22b können mit den Kontaktelementen 3a, 3b z. B. über eine Schweiß-, Löt-, Steck- oder Schraubverbindung verbunden sein. Das Anschlussterminalgehäuse 21 umfasst eine Einstecker-Steck-Anschlussgeometrie zum Anschluss der Sensorträgereinheit 1 z. B. an eine nachgeschaltete (nicht dargestellte) Signalverarbeitungseinrichtung, wie z. B. Steuerschaltung, Steuerlogik oder dergleichen.The reference number 1 in 10 denotes a sensor carrier unit according to the invention, which is a connection terminal 20 that is above the housing 2 is arranged. The connection terminal 20 includes an insulating (eg plastic) terminal housing 21 as well as connection terminal contacts located therein 22a . 22b , The connection terminal contacts 22a . 22b are with the sensor contact elements 7a . 7b over the contact elements 3a . 3b connected electrically conductive. The connection terminal contacts 22a . 22b can with the contact elements 3a . 3b z. B. be connected via a welding, soldering, plug or screw. The connection terminal housing 21 includes a plug-in connector geometry for connecting the sensor carrier unit 1 z. B. to a downstream (not shown) signal processing device, such. B. control circuit, control logic or the like.

Die Sensorträgereinheit 1 in 11 umfasst eine nach oben gerichtete Steckgeometrie aufgrund nach oben weisender Kontaktelemente 3a und 3b, die dazu hergerichtet ist, einen (nicht dargestellten) Stecker aufzunehmen, der in einfacher Weise von oben auf die Sensorträgereinheit 1 aufgesteckt werden kann. Ferner kann gemäß 11 eine Schutzkappe 23 vorgesehen sein. Die Schutzkappe 23 besteht z. B. aus Kunststoff und kann als mechanischer Schutz auf die Sensorträgereinheit 1 aufgesteckt werden.The sensor carrier unit 1 in 11 includes an upward plug geometry due to upwardly facing contact elements 3a and 3b , which is adapted to receive a (not shown) plug, in a simple manner from above the sensor carrier unit 1 can be plugged. Furthermore, according to 11 a protective cap 23 be provided. The protective cap 23 exists z. B. plastic and can as a mechanical protection on the sensor carrier unit 1 be plugged.

Gemäß der in 12 dargestellten Ausgestaltung ist die Sensorträgereinheit 1 Teil einer mehrfunktionellen Baugruppe. Hierbei bildet das Sensorelement 6 zur Temperaturbestimmung eine Funktionalität der Baugruppe, wohingegen eine weitere Funktionalität 24 der Baugruppe entweder ein thermisches Schaltglied, z. B. ein Temperaturregler, eine Temperatursicherung, ein Temperaturwächter oder ein Temperatursensor sein kann, deren Kontaktelemente die Bezugszeichen 26a, 26b tragen. So kann beispielsweise die in 12 dargestellte Baugruppe die Funktionalität eines Temperatursensors und eines Temperaturreglers in einer einzigen Baugruppe beinhalten. Die vorgenannten Funktionalitäten weisen zueinander gehörige Gehäuse 2, 25 auf.According to the in 12 The embodiment shown is the sensor carrier unit 1 Part of a multifunctional module. Here, the sensor element forms 6 for temperature determination, a functionality of the assembly, whereas another functionality 24 the assembly either a thermal switching element, for. B. may be a temperature controller, a temperature fuse, a temperature monitor or a temperature sensor whose contact elements carry the reference numerals 26a, 26b. So can for example, the in 12 shown assembly include the functionality of a temperature sensor and a temperature controller in a single assembly. The aforementioned functionalities have mutually associated housing 2 . 25 on.

Die Ausgestaltung der 12 zeigt im Übrigen und unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des Aufbaus, dass die Aufnahmeeinrichtung 12 an dessen unterer Stirnseite auch verschlossen sein kann. Hierdurch befindet sich das Sensorelement 6 in einer schützenden Sacklochbohrung.The design of the 12 shows, moreover, and regardless of the specific embodiment of the structure that the receiving device 12 may be closed at the lower end side. As a result, the sensor element is located 6 in a protective blind hole.

Bei der in 13 dargestellten Ausgestaltung sind die Sensorkontaktelemente 7a, 7b von einem Formteil 27 umgeben, welches sich zwischen dem Gehäuse 2 und den Sensorkontaktelementen 7a, 7b befindet. Gemäß der in 13 dargestellten Ausgestaltung kann das Formteil 27 die Sensorkontaktelemente 7a, 7b auch zueinander in Position halten, indem sich ein Teil des Formteils 27 zwischen den Sensorkontaktelementen 7a, 7b befindet. Das Formteil 27 kann T-förmig ausgebildet sein, wobei durch das Formteil 27 die Endbereiche der Sensorkontaktelemente 7a, 7b in montierter Position gegen die Kontaktelemente 3a, 3b gedrückt werden und hierdurch eine elektrische Kontaktierung erfolgt. Das Formteil 27 kann darüber hinaus an die Geometrie des Gehäuses 2 bzw. der Durchgangsöffnung 5 des Gehäuses 2 angepasst sein. Demzufolge kann das Formteil 27 an dessen oberen Endbereich abgeschrägt sein, um in einen entsprechend abgeschrägten Bereich des Gehäuses 2, wie aus 13 ersichtlich, einzugreifen. Bei der Montage kann somit in einfacher Weise eine Montageeinheit bestehend aus dem Formteil 27 sowie dem vom Formteil 27 umgebenden Sensorelement 6 in einem einzigen Montageschritt von oben in das Gehäuse 2 der Sensorträgereinheit 1 eingesteckt werden. Das Formteil 27 besteht vorzugsweise aus isolierendem Material, wie z. B. Silikon oder Teflon.At the in 13 illustrated embodiment, the sensor contact elements 7a, 7b of a molded part 27 surrounded, which is between the housing 2 and the sensor contact elements 7a . 7b located. According to the in 13 illustrated embodiment, the molding 27 the sensor contact elements 7a . 7b Also hold each other in position by holding a part of the molding 27 between the sensor contact elements 7a . 7b located. The molding 27 may be T-shaped, wherein through the molding 27 the end portions of the sensor contact elements 7a . 7b in mounted position against the contact elements 3a , 3b are pressed and thereby electrical contact takes place. The molding 27 may also be due to the geometry of the case 2 or the passage opening 5 of the housing 2 be adjusted. As a result, the molded part 27 be beveled at its upper end portion to a corresponding bevelled portion of the housing 2 , like out 13 evident to intervene. When mounting can thus easily a mounting unit consisting of the molding 27 as well as that of the molding 27 surrounding sensor element 6 in a single assembly step from the top into the housing 2 the sensor carrier unit 1 be plugged in. The molding 27 is preferably made of insulating material, such as. As silicone or Teflon.

Ausdrücklich vom Offenbarungsgehalt umfasst sind auch Einzelmerkmalskombinationen (Unterkombinationen) sowie mögliche, nicht in den Zeichnungsfiguren dargestellte Kombinationen einzelner Merkmale unterschiedlicher Ausgestaltungsformen.Also explicitly included in the disclosure content are individual feature combinations (sub-combinations) as well as possible combinations of individual features of different embodiments that are not shown in the drawing figures.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: SensorträgereinheitSensor carrier unit
22: Gehäusecasing
2a2a: Gehäusestützehousing support
3a3a: Kontaktelementcontact element
3b3b: Kontaktelementcontact element
44: Grundplattebaseplate
4a4a: Befestigungsbereich (abgeschrägt)Mounting area (bevelled)
4b4b: Befestigungsbereich (abgeschrägt)Mounting area (bevelled)
55: DurchgangsöffnungThrough opening
66: Sensorelementsensor element
7a7a: SensorkontaktelementSensor contact element
7b7b: SensorkontaktelementSensor contact element
88th: Ausnehmungrecess
99: Randedge
1010: Freiraumfree space
1111: wärmeleitfähige Fixiermassethermally conductive fixing compound
1212: Aufnahmevorrichtungcradle
1313: umlaufende Vertiefungcircumferential recess
1414: Bohrungdrilling
15a15a: Öffnungopening
15b15b: Öffnungopening
1616: Stufestep
1717: Umhüllungwrapping
1818: Montageflächemounting surface
19a19a: Befestigungslaschemounting tab
19b19b: Befestigungslaschemounting tab
2020: Anschlussterminalconnection terminal
2121: AnschlussterminalgehäuseConnection terminal housing
22a22a: AnschlussterminalkontaktConnection terminal Contact
22b22b: AnschlussterminalkontaktConnection terminal Contact
2323: Schutzkappeprotective cap
2424: Funktionalitätfunctionality
2525: Gehäusecasing
26a26a: Kontaktelementcontact element
26b26b: Kontaktelementcontact element
2727: Formteilmolding

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005007291 B4 [0004]
DE 4427558 A1 [0005]
DE 10035747 A1 [0005]

Claims

Sensor carrier unit (1), comprising: an insulating housing (2), contact elements (3a, 3b), for connecting the sensor carrier unit (1) to an electrical line, a base plate (4) arranged beneath the insulating housing (2) and serving as heat-conducting Mounting plate of the sensor carrier unit (1), a sensor element (6) for temperature determination and electrical sensor contact elements (7a, 7b), wherein an electrically conductive contact path between the sensor contact elements (7a, 7b) and the contact elements (3a, 3b) is provided, characterized in that a thermally sensitive component which is prefabricated, preferably with electrical sensor contact elements (7a, 7b), is provided as the sensor element (6) and the sensor element (6) - on the upper side of the base plate (4), - in a recess (8) of the base plate (4) or - is arranged below the base plate (4).

Sensor carrier unit (1) after Claim 1 , characterized in that from the base plate (4) upwardly extending through opening (5) within the housing (2) is provided and the sensor contact elements (7a, 7b) through the passage opening (5) through into the region of the contact elements (3a, 3b) extend.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor contact element (7a, 7b) and the contact element (3a, 3b) contact directly.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor contact elements (7a, 7b) and the contact elements (3a, 3b) are connected by a soldered or welded connection.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor contact elements (7a, 7b) of the sensor element (6) by a sheath (17) are surrounded.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor element (6) has a curved shape, preferably a teardrop-like shape.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor element (6) rests directly on the base plate (4).

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a temperature sensor, preferably an NTC sensor, a PTC sensor, a platinum measuring resistor or a thermocouple is provided as the sensor element (6).

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor element (6) by means of a thermally conductive fixing compound (11) is fixed to the base plate (4).

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the recess (8) has a peripheral edge (9) which projects beyond the upper plane of the base plate (4).

Sensor carrier unit according to at least one of the preceding claims, characterized in that the passage opening (5) is located above in the region of the recess (8) of the base plate (4).

Sensor carrier unit (1) after at least one of Claims 1 to 10 characterized in that the sensor element (6) is housed in or disposed above a receiving device (12) located at the bottom of the base plate (4) and oriented downwardly opposite the housing (2), and the sensor contact elements (7a, 7b) extend through the base plate (4) upwards.

Sensor carrier unit after Claim 12 , characterized in that the passage opening (5) is located above in the region of the receiving device (12).

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor contact elements (7a, 7b) (27) is provided surrounding and / or receiving, preferably T-shaped, molded part, which extends between the housing (2) and the sensor contact elements (7a, 7b) is located.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor element (6) is exposed in the positioning below the base plate (4) towards the bottom.

Sensor carrier unit (1) after Claim 15 , characterized in that it is in the material of the base plate (4) and / or the Receiving device (12) is aluminum or an aluminum alloy.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the housing (2) via housing supports (2a) rests on the base plate (4) and between the housing (2) and the base plate (4) has a free space (10). is provided.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the base plate (4) at least one attachment region (4a, 4b), preferably a plurality of attachment regions (4a, 4b), for mounting the sensor carrier unit (1) on a mounting surface (18).

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fastening region (4a, 4b) is formed as a chamfered region and / or as an area provided with a surface contouring region.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the base plate (4) is formed flat on its underside continuously or at least forms a flat bearing surface.

Sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a connection terminal (20) is provided which has an insulating connection terminal housing (21) and connection terminal contacts (22a, 22b) located therein which are connected to the contact elements (3a, 3b). and / or the sensor contact elements (7a, 7b) are electrically conductively connected.

Sensor carrier unit (1) after Claim 21 , characterized in that a protective cap (23) is provided.

Heating component having a surface region for fastening a sensor carrier unit, characterized by a sensor carrier unit (1) according to at least one of the preceding claims.

Heating component having a surface region for mounting a sensor carrier unit, characterized in that it is the material of the heating component, at least in the surface region for attachment of the sensor carrier unit (1) is aluminum or an aluminum alloy.