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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensoranordnung zum Messen der Temperatur einer Oberfläche, insbesondere der Oberfläche eines Rohrs. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung einer Sensoranordnung zum Messen der Oberflächentemperatur eines Rohrs. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Montage einer Sensoranordnung zum Messen einer Oberflächentemperatur eines Rohrs.
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Das Messen einer Oberflächentemperatur in einer Hochtemperaturumgebung, wie es normalerweise bei Rohren der Fall ist, stellt hohe Anforderungen an die Ausrüstung. Der Sensor muss den hohen Temperaturen bis zu 200 °C standhalten und muss häufig, insbesondere in Kraftfahrzeuganwendungen, auch eine hohe Luftfeuchtigkeit und dauerhafte Schwingungen bewältigen.
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Aktuelle Lösungen zum Messen der Oberflächentemperatur eines Rohrs werden nicht allen auftretenden Problemen gerecht. Sie können entweder lediglich bis zu 120 °C arbeiten oder sind nicht feuchtigkeitsbeständig (IP-Klassifizierung unter IP68). Zusätzlich oder alternativ weisen sie eine niedrige Reaktionszeit auf (die meisten der aktuellen Lösungen für den Kraftfahrzeugmarkt verwenden Metallröhren als Grundlage, in denen das Erfassungselement frei montiert ist, was zu einer langsamen Reaktionszeit führt) oder sie sind mit einem komplizierten Befestigungsmechanismus ausgestattet (z. B. Umwicklungssysteme um das Rohr oder sie verwenden zusätzliche Befestigungsmaterialien wie z. B. Klebstoff).
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Sensoranordnung zu schaffen, die die oben erwähnten Probleme löst.
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Diese Aufgabe wird durch die Sensoranordnung, die Verwendung der Sensoranordnung und das Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Sensoranordnung bereit gestellt. Die Sensoranordnung ist zum Messen einer Temperatur einer Oberfläche, z. B. der Oberflächentemperatur einer rohrförmigen Komponente wie z. B. eines Rohrs, ausgelegt. Die Sensoranordnung ist speziell ausgelegt, in Kraftfahrzeuganwendungen verwendet zu werden.
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Die Sensoranordnung umfasst ein Befestigungselement. Das Befestigungselement ist zum Befestigen der Sensoranordnung direkt an der Oberfläche, deren Temperatur gemessen werden soll, z. B. die Oberfläche eines Rohrs, konfiguriert. Entsprechend kann die Sensoranordnung besonders nahe zu der Oberfläche angeordnet werden, insbesondere kann sie auf der Oberfläche angeordnet werden. Somit wird eine Bereitstellung einer Sensoranordnung mit einer sehr schnellen Reaktionszeit und einer hohen Genauigkeit ermöglicht.
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Das Befestigungselement ist ferner zum lösbaren Befestigen der Sensoranordnung an der Oberfläche konfiguriert. Das bedeutet, dass die Sensoranordnung an verschiedenen Orten der Oberfläche oder an verschiedenen Oberflächen/Rohren angeordnet werden könnte. Somit ist die Sensoranordnung in ihrer Anwendung besonders flexibel.
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Die Sensoranordnung umfasst ferner einen Grundkörper. Der Grundkörper ist am Befestigungselement angebracht, insbesondere abnehmbar angebracht. Das bedeutet, dass der Grundkörper vom Befestigungselement gelöst werden kann, z. B. zum Befestigen des Grundkörpers an einem anderen Befestigungselement und somit an einer anderen Rohroberfläche, z. B. eine Rohroberfläche mit einem kleineren oder einem größeren Durchmesser. Dies macht die Sensoranordnung in ihrer Anwendung besonders flexibel.
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Die Sensoranordnung umfasst ferner mindestens ein Sensorelement. Das Sensorelement ist in einem Innenraum des Grundkörpers angeordnet. Das Sensorelement ist vollständig im Innenraum des Grundkörpers angeordnet. Das Sensorelement kann einen NTC-Thermistor umfassen.
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Die Sensoranordnung umfasst ferner ein Trennelement. Das Trennelement ist mindestens teilweise in den Grundkörper eingebracht. Das Trennelement bildet einen Einsatz des Grundkörpers. Das Trennelement ist am Grundkörper unlösbar befestigt. Vorzugsweise ist das Trennelement an den Grundkörper geklebt, z. B. mittels eines Harzes.
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Das Trennelement ist derart ausgelegt und angeordnet, dass es das Sensorelement in einer festen Position in Bezug auf den Grundkörper und somit in Bezug auf die Oberfläche hält. Insbesondere hält das Trennelement das Sensorelement in einer Position in der Nähe der Oberfläche, deren Temperatur gemessen werden soll. Entsprechend kann das Sensorelement sich nicht frei im Grundkörper bewegen. Auf diese Weise wird die Reaktionszeit der Sensoranordnung optimiert.
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Die Sensoranordnung ist entworfen, in einer Hochtemperaturumgebung zu arbeiten. Außerdem ist die Sensoranordnung entworfen, ein sehr gutes Leistungsverhalten gegen hohe Luftfeuchtigkeit und Korrosion aufzuweisen. Insgesamt wird eine sehr robuste, effiziente und flexibel anwendbare Sensoranordnung bereit gestellt.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Sensoranordnungeinen Verriegelungsmechanismus. Der Verriegelungsmechanismusist derart ausgelegt und angeordnet, dass er den Grundkörperam Befestigungselement verriegelt, insbesondere lösbar verriegelt. Der Verriegelungsmechanismus umfasst mindestens ein, vorzugsweise genau ein erstes Verriegelungselement. Der Verriegelungsmechanismus umfasst mindestens ein,vorzugsweise genau ein, zweites Verriegelungselement. Das erste und das zweite Verriegelungselement sind derart ausgelegt und angeordnet, dass sie mechanisch zusammenwirken, um den Grundkörper am Befestigungselement zu verriegeln. Insbesondere sind das erste und das zweite Verriegelungselement lösbar in Eingriff, um die Position des Grundkörpers in Bezug auf das Befestigungselement festzulegen.
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Dies ermöglicht der Sensoranordnung, den Schwingungsbedingungen standzuhalten, die für den Kraftfahrzeugmarkt festgelegt wurden. Außerdem ermöglicht das lösbare Verriegeln zwischen dem Grundkörper und dem Befestigungselement, dass derselbe Grundkörper der Sensoranordnung an Rohren mit verschiedenen Durchmessern montiert wird.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Verriegelungselement am Trennelement angeordnet.
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Insbesondere ist das erste Verriegelungselement in einem Stirnseitenbereich des Trennelements angeordnet. Das erste Verriegelungselement ist ein Teil des Trennelements. Insbesondere sind das Trennelement und das erste Verriegelungselement einstückig gebildet. Das erste Verriegelungselement erstreckt sich in eine Richtung weg von der Oberfläche des Rohrs, wenn die Sensoranordnung an der Oberfläche montiert ist. Das erste Verriegelungselement kann einen Vorsprung umfassen, der vom Trennelement zum Befestigungselement verläuft.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das zweite Verriegelungselement am Befestigungselement angeordnet. Das zweite Verriegelungselement ist ein Teil des Befestigungselements. Das zweite Verriegelungselement kann eine Vertiefung oder einen Ausschnitt des Befestigungselements umfassen. Das erste Verriegelungselement ist derart ausgelegt und angeordnet, dass es durch das zweite Verriegelungselement ragt, um den Grundkörper am Befestigungselement lösbar zu befestigen. Auf diese Weise wird eine Bereitstellung einer zuverlässigen Sensoranordnung, die einer dauerhaften Schwingungstandhalten kann, ermöglicht.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Befestigungselement mindestens eine Befestigungsfeder. Vorzugsweise umfasst das Befestigungselement zwei Befestigungsfedern. Allerdings kann das Befestigungselement auch mehr als zwei Befestigungsfedern, z. B. drei Befestigungsfedern, umfassen. Das Befestigungselement und die Befestigungsfeder sind einstückig gebildet. Mit anderen Worten ist die Befestigungsfeder ein Teil des Befestigungselements.
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Die Befestigungsfeder ist derart ausgelegt und angeordnet, dass sie den Grundkörper in einer festen Position in Bezug auf das Befestigungselement hält. Insbesondere verhindert die mindestens eine Befestigungsfeder in Kombination mit dem Verriegelungsmechanismus, dass der Grundkörper während der Lieferung und Anwendung vom Befestigungselement abfällt. Auf diese Weise wird die Bereitstellung einer zuverlässigen Sensoranordnung ermöglicht.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Trennelement derart ausgelegt und angeordnet, dass es eine Isolierung der Sensoranordnung bereitstellt. Das Trennelement umfasst ein Isolationsmaterial. Insbesondere umfasst das Trennelement ein Kunststoffmaterial, z. B. ein Polymer. Darüber hinaus ist das Trennelement entworfen, Leiter/Drähte des Sensorelements voneinander zu trennen und die Verbindung zwischen den Drähten und dem Sensorelement (das freiliegt) vom (Metall-)Grundkörper zu trennen. Auf diese Weise werden Kurzschlüsse verhindert und die Zuverlässigkeit der Sensoranordnung wird erhöht.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Befestigungselement mindestens teilweise elastisch verformbar. Das Befestigungselement kann ein Federelement umfassen. Vorzugsweise umfasst das Befestigungselement einen Clip. Auf diese Weise kann die Sensoranordnung einfach an der Oberfläche, deren Temperatur gemessen werden soll, in einem einstufigen Verfahren ohne die Notwendigkeit weiterer Materialien, z. B. Klebstoff, montiert werden. Gleichzeitig kann die Sensoranordnung den erforderlichen Drehmoment- und Extraktionskräften in Kraftfahrzeuganwendungen standhalten.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Sensoranordnung ausgelegt, im Bereich von -40 °C bis +200 °C zu arbeiten. Entsprechend kann die Sensoranordnung in einer Vielzahl von Anwendungen mit verschiedenen Anforderungen eingesetzt werden. Die Sensoranordnung ist ausgelegt, unter Bedingungen mit hoher Luftfeuchtigkeit (IP68) zu arbeiten. Darüber hinaus ist die Sensoranordnung ausgelegt, dauerhaften Schwingungen, Drehmoment- und Extraktionskräften standzuhalten. Insgesamt wird eine sehr robuste und flexibel anwendbare Sensoranordnung geschaffen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Verwendung einer Sensoranordnung beschrieben. Die Sensoranordnung kann die zuvor beschriebene Sensoranordnung sein. Alle Merkmale, die in Verbindung mit der Sensoranordnung beschrieben werden, gelten für die Verwendung der Sensoranordnung und umgekehrt.
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Die Sensoranordnung wird zum Messen derOberflächentemperatur eines Rohrs verwendet. DieSensoranordnung ist an einer Oberfläche des Rohrs lösbarangebracht, insbesondere geclipst. Die Sensoranordnung ist ausgelegt und entworfen, die Temperatur von Rohren in einer Hochtemperaturumgebung (bis zu 200 °C) mit hoher Luftfeuchtigkeit (IP68) und dauerhafter Schwingung, d. h. inKraftfahrzeuganwendungen, sehr genau zu messen.
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Das Design der Sensoranordnung ermöglicht lediglich einen Grundkörper für alle verschiedenen Rohrdurchmesser zu verwenden. Außerdem bringt das Design das Sensorelement immer nahe an die Oberfläche, deren Temperatur gemessen werden soll. Es schafft eine hochgenaue Messung und eine schnelle Reaktionszeit. Das Design ermöglicht, dass der Sensor an der Kundenschnittstelle in einem einstufigen Verfahren (Clipsen) ohne weitere zusätzliche Materialien einfach montiert werden kann. Insgesamt wird eine hocheffiziente und flexible Sensoranordnung verwendet, um die Oberflächentemperatur eines Rohrs zu messen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Zusammenbau einer Sensoranordnung zum Messen der Oberflächentemperatur eines Rohrs beschrieben. Die Sensoranordnung kann die zuvor beschriebene Sensoranordnung sein. Alle Merkmale, die in Verbindung mit der Sensoranordnung beschrieben werden, gelten für das Verfahren und umgekehrt.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- A)Bereitstellen eines Sensorelements, eines Grundkörpers, eines Trennelements, eines Befestigungselements und von mindestens zwei Leitern oder Drähten. Die Elemente können den Elementen der zuvor beschriebenen Sensoranordnung entsprechen und können dieselben Merkmale und Vorteile umfassen.
- B) Elektrisches Verbinden des Sensorelements mittels der Drähte und Einbringen des Sensorelements und der Drähte in dasTrennelement. Das Trennelement kann ein Isolationselement sein. Das Trennelement kann die Drähte voneinander trennen. Das Trennelement kann ferner die Drähte von einer möglichen Kurzschlussverbindung zum Grundkörper trennen.
- C) Einbringen des Trennelements, der Drähte und des Sensorelements in den Grundkörper derart, dass das Sensorelement gegen eine Bewegung in Bezug auf den Grundkörper befestigt ist. Mit anderen Worten wird das Sensorelement mittels des Trennelements in seiner Position in Bezug auf den Grundkörper und somit in Bezug auf die Rohroberfläche gehalten. Die Position des Sensorelements kann eine Position so nahe wie möglich bei der Rohroberfläche sein. Auf diese Weise können eine schnelle Reaktionszeit und eine hohe Messgenauigkeit sichergestellt werden.
- D) Nicht lösbares Befestigen des Trennelements am Grundkörper. Vorzugsweise wird das Trennelement an den Grundkörper geklebt. Zu diesem Zweck kann vor dem Einbringen des Trennelements, der Drähte und des Sensorelements in den Grundkörper ein Verbindungselement (z. B. ein Harz) in den Grundkörper eingebracht werden.
- E) Lösbares Verriegeln des Grundkörpers am Befestigungselement. Der Grundkörper kann mittels des zuvor beschriebenen Verriegelungsmechanismus und der Befestigungsfedern am Befestigungselement verriegelt werden. Dies ermöglicht, dass derselbe Grundkörper an Rohren mit unterschiedlichen Parametern montiert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform wird in einem nächsten Schritt F) die Sensoranordnung an die Oberfläche eines Rohrs geclipst. Insbesondere wird die Sensoranordnung in einem einfachen einstufigen Verfahren ohne die Verwendung weiterer Materialien an der Rohroberfläche montiert.
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Weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten werden an Hand der folgenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen in Verbindung mit den Figuren verdeutlicht.
- 1 zeigt schematisch eine perspektivische einer AnsichtSensoranordnung, die an einer Oberfläche eines Rohrsangebracht ist,
- 2 zeigt schematisch eine perspektivische der AnsichtSensoranordnung gemäß 1,
- 3A und 3B zeigen schematisch eine weitere perspektivische Ansicht der Sensoranordnung gemäß 1,
- 4A und 4B zeigen schematisch eine perspektivischeAnsicht mindestens von Teilen der Sensoranordnung gemäßFig. 1,
- 5 zeigt schematisch eine Schnittansicht der Sensoranordnung, die an einem Rohr angebracht ist, gemäß 1 und
- 6 zeigt schematisch eine Anwendung der Sensoranordnung.
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In den Figuren können Elemente derselben Struktur und/oder derselben Funktionalität durch dieselben Bezugszeichen referenziert werden. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen, die in den Figuren gezeigt sind, veranschaulichende Darstellungen sind und nicht notwendigerweise maßstabgerecht gezeichnet sind.
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1 bis 5 zeigen eine Sensoranordnung 1. Die Sensoranordnung 1 ist konfiguriert, die Temperatur einer Oberfläche 12 zu messen. Die Sensoranordnung 1 ist konfiguriert, direkt an die Oberfläche 12 montiert zu werden, um die Temperatur der Oberfläche 12 zu messen.
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In 1 und 5 ist die Sensoranordnung 1 an der Oberfläche 12 eines Rohrs 11 angebracht. Allerdings ist die Sensoranordnung 1 selbstverständlich ausgelegt, an beliebigen weiteren rohrartigen Komponenten angebracht zu werden undihre Oberflächentemperatur zu messen. Aus Gründen derKlarheit wird im Folgenden lediglich auf ein Rohr 11, dessen Oberflächentemperatur gemessen werden soll, Bezug genommen.
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Die Sensoranordnung 1 umfasst ein Befestigungselement 2,einen Grundkörper 3, eine Verdrahtung/Drähte/Leiter 6, um die Sensoranordnung 1, ein Sensorelement 5 (siehe 5) und einTrennelement 4 elektrisch zu verbinden (siehe insbesondere 4A, 4B und 5).
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Der Grundkörper 3 ist ausgelegt und angeordnet, den Sensor 5, mindestens Teile der Verdrahtung 6 und mindestens Teile des Trennelements 4 aufzunehmen. Der Grundkörper 3 umfasst eine Unterseite 16, eine Oberseite 17, eine erste Seitenfläche 18 und eine zweite Seitenfläche 19 (4A und 5). Die Unterseite 16 ist die Seite des Grundkörpers 3, die am nächsten zu der Oberfläche 12 des Rohrs 11 ist, wenn die Sensoranordnung 1 an der Oberfläche montiert ist 12 (siehe 1 und 5). Die Unterseite 16 und die Oberseite 17 sind gegenüberliegend angeordnet. Die erste Seitenfläche 18 des Grundkörpers 3 ist geschlossen. Die zweite Seitenfläche 19 ist offen. Die Seitenflächen 18, 19 sind gegenüberliegend angeordnet.
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Der Grundkörper 3 besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Vorzugsweise weisen das Rohr 11 und der Grundkörper 3 dasselbe Material auf. Der Grundkörper 3 weist Metall, vorzugsweise Aluminium, auf. Das Sensorelement 5 umfasst einen NTC-Thermistor. Das Sensorelement 5 ist vollständig im im Grundkörper 3 angeordnet. Insbesondere befindet sich das Sensorelement 5 im Innenraum des Grundkörpers 3 an der Unterseite 16 des Grundkörpers 3. Mit anderen Worten ist das Sensorelement 5 so nahe wie möglich bei der Oberfläche 12 angeordnet, um die Messgenauigkeit zu erhöhen und eine sehr schnelle Reaktionszeit zu ermöglichen. Das Sensorelement 5 befindet sich in der Nähe der ersten (d. h. der geschlossenen) Seitenfläche 18 des Grundkörpers 3.
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Das Trennelement 4 ist mindestens teilweise, vorzugsweise nahezu vollständig in den Grundkörper 3 eingesetzt. Das Trennelement 4 ist unlösbar am Grundkörper angebracht. Vorzugsweise ist das Trennelement 4 an den Grundkörper geklebt, z. B. mittels eines Harzes. Das Trennelement 4 umfasst ein Isolationsmaterial. Das Trennelement 4 umfasst einen Kunststoff, vorzugsweise ein Polymer.
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Das Trennelement 4 umfasst eine Unterseite 23 und eine Oberseite 24, die gegenüberliegend angeordnet sind (siehe 5). Das Trennelement 24 umfasst ferner eine erste Seitenfläche 21 und eine zweite Seitenfläche 22, die gegenüberliegend angeordnet sind. Die erste Seitenfläche 21 befindet sich in der Nähe, insbesondere angrenzend an die erste Seitenfläche 18 (d. h. die geschlossene Seitenfläche) des Grundkörpers 3, wenn das Trennelement 4 in den Grundkörper eingesetzt 3 ist. Die zweite Seitenfläche 22 befindet sich in der Nähe der zweiten Seitenfläche 19 (d. h. die offene Seitenfläche) des Grundkörpers 3, wenn das Trennelement 4 in den Grundkörper eingesetzt 3 ist.
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Die zweite Seitenfläche 22 des Trennelements 4 ragt aus der zweiten Seitenfläche 19 des Grundkörpers 3 teilweise hervor, wie z. B. aus 5 ersichtlich ist. Mit anderen Worten ist das Trennelement 4 lediglich teilweise in den Grundkörper 3 eingesetzt, was später genauer erklärt wird.
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Das Trennelement 4 ist derart konfiguriert, dass es das Sensorelement 5 in seiner Position auf der Unterseite 16, d. h. nahe an der Oberfläche 12, deren Temperatur gemessen werden soll, hält. Zu diesem Zweck umfasst das Trennelement14 eine Vertiefung/einen Ausschnitt/einen Hohlraum 20 (siehe 5). Die Vertiefung 20 ist im Bereich der ersten Seitenfläche 21 angeordnet. Die Vertiefung 20 erstreckt sich von der ersten Seitenfläche 21 in Richtung der zweiten Seitenfläche 22. Die Vertiefung 20 erstreckt sich von der Unterseite 23 des Trennelements 4 in Richtung der Oberseite 24 desTrennelements 4. Die Vertiefung 20 ist ausgelegt und angeordnet, das Sensorelement 5 derart aufzunehmen, dass das Sensorelement 5 in seiner Position in Bezug auf den Grundkörper 3und somit in Bezug auf die Oberfläche 12 befestigt ist. Auf diese Weise wird die Bereitstellung einer zuverlässigenSensoranordnung mit einer schnellen Reaktionszeit ermöglicht.
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Das Trennelement 4 ist ferner konfiguriert, eine Isolierung der Sensoranordnung 1 sicherzustellen. Insbesondere ist das Trennelement 4 konfiguriert, die zwei Leiter/Drähte 6 voneinander zu trennen, wobei die Leiter/Drähte 6 verwendet werden, das Sensorelement 5 elektrisch anzuschließen. Das Trennelement 4 ist ferner konfiguriert, die zwei Leiter/Drähte 6 vom Metallgrundkörper 3 zu trennen.
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Zu diesem Zweck umfasst das Trennelement 4 zwei getrennte Hohlräume 25 (4A und 5). Es ist festzuhalten, dass die Anzahl von Hohlräumen 25 der Anzahl Leiter/Drähte 6 entspricht. In einer Ausführungsform mit mehr als zwei Drähten 6 ist die Anzahl von Hohlräumen 25 entsprechend erhöht.
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Die Hohlräume 25 sind derart ausgelegt und angeordnet, dass sie die Drähte 6 aufnehmen und voneinander trennen. Die Hohlräume 25 sind rohrförmig. Die Hohlräume 25 verlaufen parallel zueinander. Die Hohlräume 25 erstrecken sich von der zweiten Seitenfläche 22 des Trennelements 4 bis in die zuvor beschriebene Vertiefung 20. Ein entsprechender Leiter/Draht 6 wird durch einen der Hohlräume 25 zum Sensorelement 5 geführt. Die Hohlräume 25 ermöglichen eine zuverlässige elektrische Verbindung des Sensorelements 5, während die elektrische Isolierung der Sensoranordnung 1 sichergestellt wird.
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Das Trennelement 4 ist ferner konfiguriert, den Grundkörper 3 und somit das Sensorelement 5 am Befestigungselement 2 sicher lösbar zu verriegeln. Zu diesem Zweck, umfasst das Trennelement 4 ein erstes Verriegelungselement 9. Das erste Verriegelungselement 9 ist in einem Stirnseitenbereich 13 des Trennelements 4 (5) angeordnet. Insbesondere ist das erste Verriegelungselement 9 im Bereich der zweiten Seitenfläche 22 des Trennelements 4 angeordnet. Zu diesem Zweck steht die zweite Seitenfläche 22 teilweise vom Grundkörper 3 vor, wie oben beschrieben wurde.
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Das erste Verriegelungselement 9 und das Trennelement 4 sind einstückig ausgebildet. Das erste Verriegelungselement 9 umfasst einen Vorsprung. Das erste Verriegelungselement 9 ist als ein Sägezahn geformt. Das erste Verriegelungselement 9 ragt aus der Oberseite 24 des Trennelements 4 hervor in eine Richtung weg von der Oberfläche 12 des Rohrs 11. Das erste Verriegelungselement 9 ragt aus dem Trennelement 4 in Richtung des Befestigungselements 2 hervor.
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Die Sensoranordnung 1 und insbesondere das Befestigungselement 2 umfassen ein zweites Verriegelungselement 10. Das erste und das zweite Verriegelungselement 9, 10 sind derart ausgelegt und angeordnet, dass sie mechanisch zusammenwirken, um den Grundkörper 3 am Befestigungselement 2 sicher lösbar anzubringen/zu befestigen. Das erste und das zweite Verriegelungselement 9, 10 bilden einen Verriegelungsmechanismus 8 der Sensoranordnung 1. Das zweite Verriegelungselement 10 umfasst eine Vertiefung oder einen Ausschnitt des Befestigungselements 2, was später genauer beschrieben wird.
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Die Sensoranordnung 1 umfasst das zuvor erwähnte Befestigungselement 2, das ausgelegt ist, den Grundkörper 3 aufzunehmen und zu halten und die Sensoranordnung 1 an der Oberfläche 12 des Rohrs 11 anzubringen. Das Befestigungselement 2 weist Metall auf, z. B. Edelstahl. Das Befestigungselement 2 ist mindestens teilweise elastisch verformbar. Das Befestigungselement 2 umfasst einen Clip.
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Zum Aufnehmen des Grundkörpers 3 umfasst das Befestigungselement 2 einen Aufnahmebereich 26 (siehe z. B. 3B und 4B). Der Aufnahmebereich 26 ist ein ausgehöhlter Bereich des Befestigungselements 2. Im Aufnahmebereich 26 ist ein Innendurchmesser des Befestigungselements 2 vergrößert, um den Grundkörper 3 einzubringen. Mit anderen Worten wird der Grundkörper 3 von einer Innenseite des Befestigungselements 2 teilweise in das Befestigungselement 2 eingesetzt.
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Dieser Aufnahmebereich 26 ist rechteckig geformt und umfasst eine Innenabmessung, die zum mindestens teilweisen Aufnehmen des Grundkörper 3 geeignet ist. Eine Oberseite 27 (3A und 3B) des Aufnahmebereichs 26 umfasst das zuvor erwähnte zweite Verriegelungselement 10, das konfiguriert ist, mit dem ersten Verriegelungselement 9 mechanisch zusammenzuwirken, um den Grundkörper 3 am Befestigungselement 2 zu befestigen. Das zweite Verriegelungselement 10 bildet eine Vertiefung oder einen Ausschnitt in der Oberseite 27.
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Wenn der Grundkörper 3 am Befestigungselement 2 befestigt wird, wird das erste Verriegelungselement 9 mit dem zweiten Verriegelungselement 10 in mechanische Wechselwirkung gebracht. Mit anderen Worten greifen das erste und das zweite Verriegelungselement 9, 10 ineinander ein. Insbesondere wird das erste Verriegelungselement 9 durch das zweite Verriegelungselement 10 aufgenommen. Das erste Verriegelungselement 9 wird in das zweite Verriegelungselement 10 derart eingesetzt, dass das erste Verriegelungselement 9 aus dem zweiten Verriegelungselement 10 und aus der Oberseite 27 des Befestigungselements 2 teilweise hervorragt (3A, 3B, 4B und 5).
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Zum Aufnehmen und Halten des Grundkörpers 3 und somit des Sensorelements 5 und des Trennelements 4 umfasst das Befestigungselement 2 ferner mindestens eine, vorzugsweise zwei Befestigungsfedern 7 (siehe insbesondere 3A, 3B und 5). Die Befestigungsfedern 7 verlaufen von der Oberseite 27 in Richtung zur Oberfläche 12 des Rohrs 11 hin.
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Die Befestigungsfedern 7 bilden elastisch verformbare Laschen, die die Seitenflächen des Grundkörpers 3 greifen. Insbesondere greift in dieser Ausführungsform eine Befestigungsfeder 7 die erste (d. h. die geschlossene) Seitenfläche 18 des Grundkörpers, d. h. die Seitenfläche 18 gegenüber der Seitenfläche, die den Verriegelungsmechanismus 8 umfasst (zweite Seitenfläche 19).
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Die weitere Befestigungsfeder 7 greift eine Längsseitenfläche des Grundkörpers 3, wobei die Längsseitenfläche die Seitenfläche ist, die sich zwischen der ersten und der zweiten Seitenfläche 18, 19 des Grundkörpers 3 erstreckt. Die Befestigungsfedern 7 verhindern in Kombination mit dem zuvor beschriebenen Verriegelungsmechanismus 8, dass der Grundkörper 3 und somit das Sensorelement 5 während der Lieferung und der Anwendung der Sensoranordnung 1 abfallen.
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Das Befestigungselement 2 ist ferner konfiguriert, die Sensoranordnung 1 an der Oberfläche 12 des Rohrs 11 direktund lösbar zu montieren. Das Befestigungselement 2 ist derart ausgelegt und angeordnet, dass es die Oberfläche 12 des Rohrs 11 mindestens teilweise umschließt. Das Befestigungselement2 umfasst einen Innenbereich 15 (3A, 3B, 4B). Der Innenbereich 15 ist konfiguriert, das Rohr 11 mindestens teilweise aufzunehmen. Der Innenbereich 15 besitzt eine abgerundete und/oder eine glatte Oberfläche 15A, um das Rohr 11 zuverlässig aufzunehmen und zu halten, ohne das Rohr 11 zu beschädigen.
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Das Befestigungselement 2 umfasst ferner freie Enden 14 (3B und 4B). Die freien Enden 14 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Eines der freien Enden 14 folgt direkt auf den Aufnahmebereich 26. Die freien Enden 14 sind bogenförmig. Die freien Enden 14 sind elastisch verformbar,um das Befestigungselement 2 an der Oberfläche 12 zumontieren. Insbesondere werden zum Anbringen des Befestigungselements 2 an der Oberfläche 12 die freien Enden14 auseinandergebogen, um das Rohr 11 mindestens teilweise in den Innenbereich 15 des Befestigungselements 2 einzusetzen. Wenn das Befestigungselement 2 an der Oberfläche 12 angebracht ist, verformen sich die freien Enden 14 elastisch zurück in ihre ursprüngliche Position in Bezug aufeinander.
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Im Folgenden werden der Zusammenbau der Sensoranordnung 1 und das Montieren der Sensoranordnung 1 an der Oberfläche 12 des Rohrs 11 beschrieben.
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In einem ersten Schritt werden das Sensorelement 5, der Grundkörper 3, das Trennelement 4, das Befestigungselement 2 und mindestens zwei Leiter/Drähte 6 bereitgestellt.
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In einem nächsten Schritt werden das Sensorelement 5 und die zwei Leiter/Drähte 6 mechanisch und elektrisch verbunden. Das Sensorelement 5 und die Drähte 6 werden dann im Trennelement4 montiert, wobei die Drähte 6 in die Hohlräume 25 des Trennelements 4 eingesetzt werden.
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In einem nächsten Schritt wird ein Verbindungselement (z. B. Klebstoff/Harz) in den Grundkörper 3 eingebracht.
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In einem weiteren Schritt werden das Trennelement 4, die Drähte 6 und das Sensorelement 5 in den Grundkörper 3 eingebracht, derart, dass das Sensorelement 5 an der Unterseite 16 des Grundkörpers 3 angeordnet ist. Das Trennelement 4 wird am Grundkörper 3 mittels des Verbindungselements, z. B. Klebstoff/Harz, nicht abnehmbar befestigt.
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In einem nächsten Schritt wird der Grundkörper 3 mittels des Verriegelungsmechanismus 8 und der Befestigungsfedern 7 am Befestigungselement 2 lösbar befestigt, wie oben beschrieben wurde.
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In einem nächsten Schritt wird die Sensoranordnung 1 an der Oberfläche 12 des Rohrs 11 in einem Schritt ohne die Verwendung eines weiteren Materials montiert. Insbesondere wird die Sensoranordnung 1 an die Oberfläche 12 des Rohrs 11 geclipst. Dabei werden die freien Enden 14 des Befestigungselements 2 elastisch derart verformt, dass die Oberfläche 12 des Rohrs 11 in den Innenbereich 15 eingesetzt werden kann. Danach verformen sich die freien Enden 14 zurück in Richtung ihrer Ausgangsposition.
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6 zeigt schematisch eine mögliche Anwendung der oben beschriebenen Sensoranordnung 1. Insbesondereveranschaulicht 6 die verschiedenen möglichen Positionen 28 der Sensoranordnung 1 in einer Wärmepumpenanwendung 32. Dabei bezieht sich Bezugszeichen 29 auf einen Kompressor, Bezugszeichen 30 auf einen Außenkondensator und Bezugszeichen 31 auf einen Innenkondensator in der Wärmepumpenanwendung 32. Selbstverständlich kann die Sensoranordnung 1 in einem breiten Spektrum weiterer Anwendungen, die Rohre enthalten, an die die Sensoranordnung 1 geclipst werden kann, verwendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sensoranordnung
- 2
- Befestigungselement
- 3
- Grundkörper
- 4
- Trennelement
- 5
- Sensorelement
- 6
- Verdrahtung/Drähte/Leiter
- 7
- Befestigungsfeder
- 8
- Verriegelungsmechanismus
- 9
- Erstes Verriegelungselement
- 10
- Zweites Verriegelungselement
- 11
- Rohr
- 12
- Oberfläche
- 13
- Stirnseitenbereich
- 14
- Freies Ende
- 15
- Innenbereich
- 15A
- Oberfläche
- 16
- Unterseite
- 17
- Oberseite
- 18
- Erste Seitenfläche
- 19
- Zweite Seitenfläche
- 20
- Vertiefung/Ausschnitt/Hohlraum
- 21
- Erste Seitenfläche
- 22
- Zweite Seitenfläche
- 23
- Unterseite
- 24
- Oberseite
- 25
- Hohlraum
- 26
- Aufnahmebereich
- 27
- Oberseite
- 28
- Ort
- 29
- Kompressor
- 30
- Außenkondensator
- 31
- Innenkondensator
- 32
- Wärmepumpenanwendung
