DE19516260C1 - Anordnung zur Temperaturerfassung an einem Meßwandler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Temperaturerfassung an einem Meßwandler mit einem magnetischen Kreis für Leiterplattenmontage.

Derartige Meßwandler werden beispielsweise als Spannungswandler, Stromwandler und zur Leistungsmessung eingesetzt. Zum Schutz des Meßwandlers vor Überlastung ist eine thermische Überwachung vorgesehen, die eine thermisch schlüssige Kopplung zwischen einem Temperatursensor und dem Meßwandler erfordert.

Der mechanische Aufbau eines derartigen Meßwandlers ist durch Normteile und auf diese Normteile abgestimmte Armaturen vorgegeben, so daß auf den magnetischen Kreis rückwirkungsfreie, formschlüssige Verbindungen ausscheiden.

Durch offenkundige Vorbenutzung ist bekannt, den Temperatursensor mit einem geeigneten Klebstoff, beispielsweise Silikonkleber, stoffschlüssig mit dem Meßwandler zu verbinden. Dabei treten jedoch Toleranzen in der Beabstandung zwischen dem Temperatursensor und dem Meßwandler auf, die sich in einem exemplarindividuellen thermischen Übergangswiderstand und somit in einem nicht reproduzierbaren Ansprechverhalten bei Überlastung des Meßwandlers äußern.

Der DE 37 27 313 A1 ist ein Thermostat zu entnehmen, der zur Erreichung des thermi­ schen Kontakts mit einer wärmeführenden Wandung mit Druckfedern gegen eine Leiter­ platte abgestützt ist.

Es ist bekannt, bei Leiterplatten zur Kompensation von Temperaturwechselspannungen in diesen durch U-förmige Ausschnitte Zungen auszubilden (z. B. DE 41 07 657 C2 oder DE 40 17 752 C2) oder Bauteile mit Zungen zu fixieren (z. B. DE-AS 10 76 209, Fig. 1). Ein Hinweis auf die Anwendung solcher Zungen zur reproduzierbaren Kontakterzeugung ist nicht gegeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine reproduzierbare thermische Kopplung möglichst geringen thermischen Übergangswiderstandes zwischen einem Meßwandler und einem Temperatursensor zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Mitteln des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dazu erforderlichen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Darstellung der unbestückten Seite einer bestückten Leiterplatte,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch die Leiterplatte entlang der Schnittlinie I-I.

In Fig. 1 ist eine Leiterplatte 10 in Ansicht auf ihre hinsichtlich der erfindungswesentlichen Mittel unbestückte Seite dargestellt. Selbstverständlich kann auch die in Ansicht dargestellte Leiterplattenseite mit weiteren Bauelementen bestückt sein. Auf der gegenüberliegenden Leiterplattenseite sind der Meßwandler 20 und der zur thermischen Überwachung vorgesehene Temperatursensor 30 angeordnet und in ihrer prinzipiellen Lage zueinander in Fig. 1 gestrichelt dargestellt.

Die Leiterplatte 10 weist eine im wesentlichen U-förmige Ausnehmung 11 in dem vom Meßwandler 20 überdeckten Bereich auf, die eine so gebildete Zunge 12 dreiseitig umschließt. Am freien Ende der Zunge 12 ist der Temperatursensor 30 angeordnet.

In Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung durch die in Fig. 1 gezeigten Mittel entlang der Schnittlinie I-I dargestellt. Unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Mittel weist der Temperatursensor 30 eine Bauhöhe 31 in Richtung der Normalen auf der Leiterplatte 10 als bauteiltypische Eigenschaft auf. Der Meßwandler 20 weist am Temperaturmeßpunkt, an dem sich der Meßwandler 20 und der Temperatursensor 30 berühren, eine Baufreiheit 21 auf, die das Abstandsmaß des Temperaturmeßpunktes senkrecht auf der Ebene der bestückten Oberfläche der Leiterplatte 10 ist.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Bauhöhe 31 des Temperatursensors 30 größer ist als die Baufreiheit 21 des Meßwandlers 20 am Temperaturmeßpunkt. Dadurch wird bei der Montage des Meßwandlers 20 die an ihren freien Ende mit dem Temperatursensor 30 bestückte Zunge 12 in Richtung der unbestückten Leiterplattenseite um die Differenz aus Bauhöhe 31 und Baufreiheit 21 ausgelenkt. Dem dadurch entstehenden Biegemoment steht Druckkraft der Zunge 12 über den Temperatursensor 30 auf dem Meßwandler gegenüber, die durch die Biegefestigkeit des Leiterplattenmaterials und die Auslenkung als Differenz aus Bauhöhe 31 und Baufreiheit 21 exakt definiert und somit explizit vorgebbar ist.

Infolge des unmittelbaren mechanischen und thermischen Kontaktes mit vorgebbarer Anpreßkraft zwischen dem Temperatursensor 30 und dem Meßwandler 20 werden Streuungen in der thermischen Kopplung weitgehend vermieden und thermische Übergangswiderstände weitestgehend ausgeschlossen. Die thermische Kopplung zwischen dem Temperatursensor 30 und dem Meßwandler 20 ist in engen Toleranzen reproduzierbar. Bedarfsweise ist die thermische Kopplung, soweit bei der jeweiligen Anwendung zulässig, durch Benetzung des Temperaturmeßpunktes mit einschlägigem Silikonöl erhöhbar.

Besonders vorteilhaft an dieser Anordnung ist, daß trotz verbessertem thermischen Übergangsverhaltens auf Hilfsmittel zur mechanischen und thermischen Kopplung zwischen dem Temperatursensor 30 und dem Meßwandler 20 verzichtet wird, so daß neben den technischen Vorteilen auch technologische Vorteile, wie nunmehr ermöglichte automatische Bestückung der Leiterplatte 10, zu verzeichnen sind.

Bezugszeichenliste

10 Leiterplatte
11 Ausnehmung
12 Zunge
20 Meßwandler
21 Baufreiheit
30 Temperatursensor
31 Bauhöhe

Claims (1)

1. Anordnung zur Temperaturerfassung an einem Meßwandler mit einem magnetischen Kreis für Leiterplattenmontage mit einem Temperatursensor, dadurch gekennzeichnet,

   • - daß die Leiterplatte (10) in ihrem durch den Meßwandler (20) überdeckten Bereich eine im wesentlichen U-förmige Ausnehmung (11) unter Bildung einer Zunge (12) aufweist,
   • - daß auf derselben Leiterplattenseite das bewegliche Ende der Zunge (12) mit dem Temperatursensor (30) und die Leiterplatte (10) mit dem Meßwandler (20) bestückt ist und
   • - daß die Bauhöhe (31) des Temperatursensors (30) größer ist als die Baufreiheit (21) zwischen dem Meßwandler (20) und der bestückten Oberfläche der Leiterplatte (10) am Temperaturmeßpunkt.