DE19728804A1 - Anordnung zur Temperaturmessung - Google Patents
Anordnung zur TemperaturmessungInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur Temperatur
messung mit einem, ein Oberteil und ein Unterteil aufweisen
den Gehäuse, wobei zur Messung der außerhalb des Gehäuses
vorhandenen Temperatur im Innenraum des Gehäuses ein Tem
peraturfühler angebracht ist, wobei der Gehäuseunterteil
elektrisch und erforderlichenfalls auch mechanisch mit dem
Temperaturfühler verbunden ist und bevorzugt zur Befestigung
der Anordnung an einer Montagefläche, insbesondere einer
Wand dient (Oberbegriff des Anspruches 1) Insbesondere ist
dabei an den Betrieb eines Temperaturreglers gedacht, dem
die gemessene Raumtemperatur einzugeben ist. Bei einer
solchen Temperaturmessung bestehen zwei wesentliche Bedin
gungen. Zum einen soll der im Gehäuseinnern vorgesehene
Temperaturfühler die außerhalb des Gehäuses vorhandene
Raumtemperatur möglichst fehlerfrei messen. Zum zweiten soll
hierbei die Temperatur der Wand oder dergleichen, an der in
aller Regel ein solches Gehäuse mit seinem Unterteil ange
bracht ist, keinen oder zumindest einen nur geringen Einfluß
auf die Temperatur des Temperaturfühlers haben. Um ein
gutes, dynamisches Meßverhalten zu erreichen, müssen soge
nannte Totzeiten bei der Temperaturerfassung vermieden
werden.
Die vorgenannte Problematik wurde von dem bisher bekannt
gewordenen Stand der Technik nicht befriedigend gelöst. So
kennt man eine Anordnung, bei der zwischen Oberteil und
Basisfläche des Unterteiles des Gehäuses eine Grundplatte
vorgesehen ist, deren Abstand von der Basisfläche des Unter
teiles wesentlich kleiner ist als von der Deckfläche des
Oberteiles. Dabei ist der Temperaturfühler an diese Grund
platte angelötet. Hiermit ist nachteiligerweise der thermi
sche Widerstand vom Temperaturfühler zur Basisfläche des
Unterteiles wesentlich geringer als zur Deckfläche des
Oberteiles, wodurch nachteiligerweise die Temperaturangabe
des Temperaturfühlers wesentlich von der Temperatur der
Basisfläche des Unterteiles mit bestimmt wird. Somit gibt
der Temperaturfühler eine Temperatur an, die sich über
wiegend, zumindest teilweise aus der Temperatur der Wand
ergibt, an der die Anordnung angebracht ist. Die angestrebte
Erfassung der Außentemperatur (Raumtemperatur) ist mit
erheblichen Fehlern belastet. Man hat zwar versucht, diesem
Mangel dadurch abzuhelfen, daß man im Gehäuseoberteil
Schlitze vorgesehen hat, durch welche die die Außentempera
tur aufweisende Luft eintreten kann. Eine signifikante
Verbesserung der Meßgenauigkeit wurde aber auch hiermit
nicht erreicht.
Ferner kennt man eine Anordnung, bei der der Temperaturfüh
ler in Form einer kleinen Perle an der Innenseite des Gehäu
seoberteiles angebracht ist. Dabei ist die wärmeübertragende
Kontaktfläche von der Innenseite des Gehäuseoberteiles zum
Temperaturfühler zu gering. Die Anschlußdrähte von diesem
Temperaturfühler zum Unterteil oder zu einer Grundplatte des
Unterteiles haben einen relativ niedrigen thermischen Wider
stand. Diese Anschlußdrähte sind ferner mechanisch sehr
empfindlich und zu instabil, als daß ein sicherer Kontakt
des Temperaturfühlers am Oberteil oder ein stabiler Halt des
Temperaturfühlers in der Nähe des Oberteiles gewährleistet
werden kann. Wird das Gehäuseoberteil bei einer Montage oder
Reparatur abgenommen, so besteht die Gefahr, daß bei einer
unachtsamen Handhabung des Monteurs der Temperaturfühler und
seine ihn haltenden Anschlußdrähte verbogen werden. Aus den
oben genannten Gründen ist nachteiligerweise der Wärmewider
stand zwischen dem Temperaturfühler und dem außerhalb des
Gehäuses befindlichen Raum größer als der Wärmewiderstand
zwischen Temperaturfühler und Montagefläche, so daß man
keine befriedigenden Meßergebnisse der Außentemperatur
bekommt.
Zur Beseitigung der vorstehend angegebenen Probleme bzw.
Lösung der entsprechenden Aufgabenstellung ist erfindungsge
mäß, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1, gemäß
dessen Kennzeichen vorgesehen, daß eine flächig ausgebildete
Wärmeübertragung mit einer großen Wärmeleitfähigkeit
zwischen Innenseite des Gehäuseoberteiles und Temperaturfüh
ler vorgesehen ist und daß der Temperaturfühler über elek
trische und erforderlichenfalls ihn auch mechanisch haltende
Verbindungen am Unterteil angeschlossen und/oder angebracht
ist, die eine gegenüber der Wärmeübertragung zwischen dem
Temperaturfühler und der Innenseite des Gehäuseoberteiles
wesentlich geringere Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Die
vorgenannten elektrischen Verbindungen können beispielsweise
dünne, schmale und zickzack- oder mäanderförmige Leiterbah
nen sein, die einen wesentlich größeren thermischen Wider
stand haben als die bisher beim Stand der Technik vorgesehe
nen, relativ dicken Leiterdrähte. Durch den Einsatz einer
flächig ausgebildeten Wärmeübertragung ist der thermische
Widerstand zwischen der das Gehäuse umgebenden Außenluft
über das Material des Gehäuseoberteiles zu einem flächigen
Wärmeübertragungsmittel und hiervon zum Temperaturfühler
sehr gering und damit wesentlich geringer als der thermische
Widerstand zwischen Temperaturfühler und dem unteren Teil
des Gehäuses und gegebenenfalls einer das Unterteil halten
den Montagefläche. Hiermit wird optimal das angestrebte Ziel
einer möglichst genauen Erfassung der außerhalb des Gehäuses
vorhandenen Temperatur erreicht und zugleich der Einfluß der
Temperatur der Montagefläche, z. B. einer Haltewand, mini
miert. Die o.g. flächige Ausbildung der Wärmeübertragung
fördert sowohl die Schnelligkeit der Temperaturänderung am
Temperaturfühler, als auch die Genauigkeit der Temperatur
messung. Durch die anspruchsgemäße geringe Wärmeleitfähig
keit der Verbindungen des Temperaturfühlers zum Unterteil
wird der thermische Widerstand zwischen Unterteil und Tempe
raturfühler soweit erhöht, daß die in der Regel von der
Raumtemperatur abweichende Temperatur einer Haltewand oder
dergleichen keinen oder nur einen sehr geringen Einfluß auf
das Meßergebnis hat.
Die flächige Ausbildung der Wärmeübertragung kann durch
unterschiedlich gestaltete und auch unterschiedlich inner
halb des Gehäuses positionierte flächige Wärmeübertragungs
mittel erreicht werden.
So ist gemäß Anspruch 2 das flächige Wärmeübertragungsmittel
als eine entsprechende Wärmeleitfläche ausgebildet, an der
der Temperaturfühler anliegt, oder in die der Temperaturfüh
ler eingebracht ist. Dabei besteht eine körperliche und
damit sehr gut wärmeleitende Verbindung zwischen Temperatur
fühler und Wärmeleitfläche.
Es ist aber auch die weitere Alternative der Erfindung gemäß
Anspruch 3 möglich, nämlich den Temperaturfühler derart
flächig auszubilden, daß er selber ein flächiges Wärmeüber
tragungsmittel bildet.
Die Größe der flächigen Wärmeleitmittel, sei es in der Form
der Wärmeleitfläche gemäß Anspruch 2 oder sei es in der Form
eines flächig ausgebildeten Temperaturfühlers, ist entspre
chend der jeweils gegebenen Abmessungen, insbesondere der
Größe des Gehäuses zu wählen. Es empfiehlt sich in der Regel
eine solche Fläche größer als 100 mm2 zu dimensionieren
(siehe hierzu Anspruch 14).
Anspruch 4 gibt eine Positionierung des betreffenden flächi
gen Wärmeübertragungsmittels an, das in Ergänzung der Merk
male des Anspruches 1 für einen geringen thermischen Wider
stand zwischen der Außenluft und dem Temperaturfühler in
Relation zu dem thermischen Widerstand zwischen Temperatur
fühler und Unterteil bzw. Montagefläche sorgt. Dieser ther
mische Widerstand zwischen Temperaturfühler und Außenluft
wird durch die Merkmale der Ansprüche 5 bis 7 verbessert.
Die Ansprüche 9 bis 11 beinhalten eine fertigungstechnisch
mehr vorteilhafte und daher mit geringen Herstellungskosten
belastete Ausführungsform der Erfindung.
Die Lehre des Anspruches 1 kann auch in der Weise verwirk
licht werden, wie es Gegenstand des Anspruches 15 ist, der
durch die Ansprüche 16 und 17 weiter ausgestaltet wird. Hier
besteht zwar auch eine flächige Übertragung der Wärme vom
Raum außerhalb des Gehäuses in das Gehäuseinnere und letzt
lich zum Temperaturfühler. Nur erfolgt hier die flächige
Wärmeübertragung zunächst auf eine Wärmeleitfläche oder eine
entsprechend ausgebildete Leiterplatte und hiervon über ein
entsprechend ausgebildetes Wärmeübertragungsmittel, bevor
zugt einen Kupferdraht, auf den Temperaturfühler. In dem
Zusammenhang kommt dem Anspruch 17 eine besondere Bedeutung
zu, da hierbei gerade die Lötstelle mit ihrer sehr großen
Wärmeleitfähigkeit die Wärmeübertragung auf den Temperatur
fühler begünstigt.
Weitere Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten, sowie
Vorteile der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen,
sowie der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen
Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten zu
entnehmen. In der im wesentlichen schematischen Zeichnung
zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung im
Längsschnitt,
Fig. 1a eine Unteransicht gemäß dem Pfeil Ia und einer
Schnittlinie A-A in Fig. 1,
Fig. 2 eine weitere Ausführung der Erfindung in einem
teilweisen Längsschnitt,
Fig. 3, 4 zwei Varianten einer weiteren Ausführungsmög
lichkeit der Erfindung,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfin
dung in einem teilweisen Längsschnitt,
Fig. 6
bis 10 ebenfalls in einem teilweisen Längsschnitt
weitere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung.
Im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 1 ist
im Längsschnitt ein Gehäuse bestehend aus dem Oberteil 1 und
dem Unterteil 2 dargestellt. Das Unterteil 2 dient zur
Befestigung der Gesamtanordnung an einer Montagefläche 3,
beispielsweise einer Wand oder dergleichen, während die
Außenseite 4 des Oberteiles dem Raum 5 zugewandt ist, dessen
Temperatur gemessen werden soll. Im Innern des Gehäuses
befindet sich eine Grundplatte 6, die von der Basisfläche 7
des Unterteiles 2 einen wesentlich kleineren Abstand hat als
von der Deckelfläche 1' des Oberteiles 1. Die Grundplatte 6
ist in nicht dargestellter Weise am Unterteil 2 befestigt,
z. B. mit Hilfe von Auflagen 8 in den Seitenwänden 2' des
Unterteiles.
An der Innenseite 9 des Gehäuseoberteiles, hier dessen
Deckelplatte 1' ist ein flächiges Wärmeübertragungsmittel
angebracht und zwar hier in Form einer flexiblen Leiterplat
te 11, die an ihrer in Fig. 1 nach unten gerichteten Seite
einer Wärmeleitfläche 10 in Form einer aufgebrachten Kupfer
kaschierung aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel besteht
nicht nur eine direkte körperliche Anlage der Wärmeleit
fläche 10 an der betreffenden Seite der Leiterplatte 11
sondern auch der Leiterplatte 11 an der Innenseite 9 des
Gehäuseoberteiles 1. Hierdurch wird mit einem besonders
geringen Wärmeübergangswiderstand auf einer größeren Fläche
die Temperatur im Außenbereich 5 über die vorgenannten
Bauelemente 1', 11 und 10 an den Temperaturfühler 12 gelei
tet, der elektrisch an Leiter der Leiterplatte 11 ange
schlossen ist. Die Ansicht gemäß Fig. 1a zeigt, daß hier
zwei Wärmeleitflächen 10 in Form von Kupferkaschierungen
vorgesehen sind, wobei der Temperaturfühler 12 in soge
nannter SMD-Ausführung unmittelbar auf den Wärmeleitflächen
aufliegt und mit diesen gemäß Ziff. 21 verlötet ist. Dies
ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Analoge
Ausführungsbeispiele mit einer direkten Anlage des Tempera
turfühlers 12 an einer Wärmeleitfläche sind den Fig. 5
und 7 zu entnehmen. Ferner zeigt das Ausführungsbeispiel der
Fig. 1, 1a Kontaktflächen 27. Die der Grundplatte 6 und
damit dem Unterteil 2 zugewandte Seite der Wärmeleitflächen
ist mit einem Schirm oder Kaschierung aus glänzendem Metall
versehen, um die Temperaturmessung schädlich beeinflussende
Wärmestrahlungen des Unterteiles 2 oder der dahinter befind
lichen Montageflächen durch Reflektion weitgehend vom Tempe
raturfühler fernzuhalten.
Die Leiterplatte 11 ist flexibel, so daß ihre Endbereiche 13
und 14 abgebogen und in der Nähe der Seitenkanten 15, 16 der
Grundplatte mittels sogenannter Leiterzüge 19, 20 in diese
eingesteckt und dort festgelötet (17, 18) werden können. Es
empfiehlt sich, die Leiterplatte als ein flexibles flaches
Band auszubilden, auf dem sich die ebenfalls flexiblen elek
trischen Leiter 28 befinden. Diese Leiter 28 können gemäß
einer Zickzack-Bahn in Fig. 1a entsprechend verlängert
werden, um somit ihren thermischen Widerstand zu erhöhen.
Auch können diese Leiter 28 mäanderförmig verlaufen (nicht
dargestellt).
Die Grundplatte 6 ist zugleich als Träger weiterer Leiter
ausgebildet und kann hierdurch mit hier nicht dargestellten
Außenanschlüssen elektrisch verbunden werden. Die band
förmige Leiterplatte kann durch entsprechende Ausgestaltung
zwar flexibel, aber andererseits so stabil gemacht werden,
daß sie nicht nur zur elektrischen, sondern auch zu einer
stabilen mechanischen Verbindung des Temperaturfühlers 12
und der Wärmeleitfläche 10 einschließlich des daran gehalte
nen Oberteiles 1 des Gehäuses mit der Grundplatte 6 dienen
kann. Zusätzlich kann eine hier nicht dargestellte, lösbare
Verbindung des Oberteiles 1 mit dem Unterteil 2 des Gehäuses
vorhanden sein. Es ist ersichtlich, daß der Temperaturfühler
12 ganz überwiegend nur die Temperatur im Außenbereich 5
mißt, nicht aber von der Temperatur der Montagefläche 3,
z. B. einer Wand, merklich beeinflußt wird. Hierfür ist
wesentlich, daß aufgrund der großflächigen Ausbildung der
Wärmeleitfläche der o.g. Wärmedurchgangswiderstand durch die
Wand des Oberteiles zum Temperaturfühler sehr gering ist.
Auch das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 zeigt, daß die
jeweilige Wärmeleitfläche 10 gemäß Fig. 1 von der Leiter
platte 11 selber gebildet sein kann, die auch in diesem
Beispiel flexibel ausgebildet ist und mit ihren Endbereichen
13, 14 an zwei benachbart gelegenen Stellen der Grundplatte
6 mittels Leiterzüge 19, 20 angelötet (17, 18) sein kann.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt ferner, daß mehre
re, hier zwei Wärmeleitflächen 10 der Leiterplatte 11 vorge
sehen und jeweils in einer entsprechenden flächigen Wärme
übertragung zur Innenseite 9 des Gehäuseoberteiles 1 ge
bracht werden können. Im vorliegenden Beispiel der Fig. 2
befinden sich die Wärmeleitflächen 10 in Form der oben
bereits erörterten Aufkaschierungen an den Außenseiten der
flexiblen Leiterplatte 11 und liegen an der Innenseite 9 des
Gehäuseoberteiles 1 an. Die die Wärme aufnehmende Leiter
platte 11 gibt diese über eine Wärmeleitfläche 10 und starke
Kupferdrähte 21 oder dergleichen sowie deren Anlötungen 21'
an der Leiterplatte 11 oder an der Wärmeleitfläche 10 an den
Temperaturfühler 12 weiter. Auch hier ist eine Wärmeübertra
gung mit den bereits erläuterten Vorteilen gegeben. In
diesem Ausführungsbeispiel und auch in den Ausführungsbei
spielen nach den Fig. 6, 8, 9 und 10 ist der Temperatur
fühler 12 ein mit den vorgenannten, der Wärmeübertragung
dienenden Drähten 21 verbundenes Bauelement. Die Anschluß
drähte des Temperaturfühlers sind durch die flexible Leiter
platte hindurchgesteckt (nicht dargestellt) und über diese
elektrisch mit entsprechenden Anschlüssen der Grundplatte 6
verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel und auch in
den genannten Ausführungsbeispielen der Fig. 6, 8, 9 und
10 ist also - im Gegensatz zu den Ausführungsmöglichkeiten
nach den Fig. 1, 5 und 7 - die Wärmeübertragung auf den
Temperaturfühler 12 durch die starken Kupferdrähte 21 (es
könnten auch Drähte oder dergleichen Bauelemente aus einem
anderen Metall vorgesehen sein) gegeben. Es besteht bei den
letztgenannten Ausführungsbeispielen ein gewisser Abstand
zwischen dem Temperaturfühler 12 und der Leiterplatte 11
bzw. der Wärmeleitfläche 10, doch wird dieser Abstand
thermisch durch das Wärmeübertragungsmittel 21 überbrückt.
Zugleich dient dieses Wärmeübertragungsmittel auch dem
mechanischen Halt des Temperaturfühlers. Erwähnt sei noch,
daß die Anlötung 21' bzw. entsprechende Lötflächen die Wärme
besonders gut übertragen.
Der Raum zwischen der Oberseite der Grundplatte 6 und der im
Abstand darüber liegenden Innenseite 9 des Oberteiles 1 kann
ganz oder teilweise mit einem Schaumstoff 22 ausgefüllt
sein, um eine thermische Beeinflussung der Messung durch die
Temperatur im Bereich 23 der Anordnung zu verhindern. Hier
mit wird auch der Wärmeaustausch zwischen Grundplatte und
Oberteil des Gehäuses verringert. Im Raum 23 könnten weitere
Bauteile vorgesehen sein, beispielsweise der o.g. Regler,
dem als Regelgröße die gemessene Temperatur eingegeben wird.
Es wäre aber auch möglich, den Regler der bei seinem Betrieb
eine gewisse Wärme abgibt, außerhalb des Gehäuses vorzuse
hen.
Es sei an dieser Stelle vermerkt, daß aus Gründen der Ver
einfachung für in der Funktion einander gleiche Teile in den
Abbildungen der Zeichnung auch durchweg die gleichen Bezugs
ziffern verwendet werden. Auch können generell (soweit
funktionell möglich) die bei einem Ausführungsbeispiel
dargestellten und/oder erläuterten Merkmale auch bei anderen
Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.
Auch die Fig. 3 und 4 zeigen, daß die flexible Leiterplatte
11 nur an einer ihrer Kanten befestigt sein kann und zwar
entweder in der Ausführung nach Fig. 3 auf der oberen Seite
24 der Grundplatte 6 aufliegend, oder aber in der Ausführung
nach Fig. 4 in einer Anbringung (Verlötung) an der unteren
Seite 25 der Grundplatte 6. In beiden vorgenannten Fällen
liegt das betreffende Ende der Leiterplatte zu einem festen
mechanischen Halt flächig auf der Grundplatte an. Der ande
re, in den Fig. 2, 4 senkrecht verlaufende Teil der Leiter
platte liegt wärmeübertragend an der Innenwand 9 der in der
Zeichnung senkrecht verlaufenden Seitenwand 1'' des Obertei
les 1 an. Auch hier kann auf diesem, der flächigen Wärme
übertragung dienenden Teil der Leiterplatte 11 sich eine
Wärmeleitfläche 10 befinden, welche die Temperatur auf den
Temperaturfühler 12 überträgt. Wenn vorstehend und auch an
anderer Stelle von einer Wärmeleitfläche gesprochen wird, so
ist damit ein körperlicher, plattenförmiger oder folienför
miger Teil entsprechender Flächengröße gemeint, dessen Dicke
relativ gering ist. In diesem Beispiel befinden sich die
Wärmeleitflächen 10 auf der Seite der flexiblen Leiterplatte
11, die zum Gehäuseinnern und damit zum Temperaturfühler 12
hin gerichtet ist. Man könnte aber auch die Wärmeleitfläche
10 weglassen. In diesem Fall ist als Wärmeleitfläche eine
Metallkaschierung, insbesondere eine Kupferkaschierung auf
der Leiterplatte vorgesehen. Diese Kupferkaschierung ist
zwar auch körperlich, hat aber eine äußerst geringe Dicke.
Die die Kupferkaschierung aufweisende Seite der flächig
ausgebildeten Leiterplatte ist zum Innenraum hin gelegen.
Dabei liegt die Leiterplatte in diesen Ausführungsbeispielen
zur Wärmeübertragung direkt an der in den Fig. 3, 4 senk
rechten Seitenwand 1'' an. Die Wärme wird im Ausführungs
beispiel der Fig. 3 mittels Übertragungsmittel, z. B. starke
Kupferdrähte 21 dem Temperaturfühler 12 zugeführt. Dabei
kann eine Lötverbindung gemäß den Fig. 6 bis 8 vorgesehen
sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 kann aber
auch die Wärmeübertragung auf den Temperaturfühler durch
dessen direktes körperliches Anliegen an der Kupferkaschie
rung der Leiterplatte 11 erfolgen, da auch in dieser Varian
te der Erfindung der Wegfall der Wärmeleitfläche 10 angenom
men wird.
Die vorstehend und auch anhand der nachfolgenden Figuren
erläuterten Wärmeleitflächen können aus jedem gut wärmelei
tenden Material bestehen, insbesondere aus einem Metall mit
einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Wie bereits anhand der
vorhergehenden Ausführungsbeispiele erwähnt, kann in Ersatz
einer gesonderten Wärmeleitfläche eine Leiterplatte mit
einer aufkaschierten Wärmeleitfläche vorgesehen sein. Wie
bereits erläutert, sind solche Leiterplatten bevorzugt
flexibel, um die entsprechenden Anschlüsse herstellen zu
können.
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, bei der
der Temperaturfühler 12 als ein sogenanntes SMD-Bauelement
(Surface Mounted Device), d. h. oberflächenmontierbares
Bauteil unmittelbar an der Innenseite 9 des Oberteiles 1'
angebracht ist. Ferner ist dieser Temperaturfühler gemäß
Ziff. 12' flächig ausgebildet, so daß er mit einer ent
sprechend großen Fläche an der Innenseite 9 anliegt. Er
überträgt seine elektrischen Temperaturdaten auf eine fle
xible Leiterplatte 11, die sich in der vorbeschriebenen
Weise auf der Grundplatte 6 abstützt und elektrisch damit
verbunden ist. Der vorgenannte, flächig ausgebildete Tempe
raturfühler 12, 12' kann sich auch in einem Abstand von der
Innenfläche 9 des Gehäuseoberteiles 1 befinden (in der
Zeichnung nicht dargestellt), wie es anhand der Ausführungs
beispiele mit einer Wärmeleitfläche 10 im einzelnen darge
legt ist. Auch hierbei ist die Bedingung zu erfüllen, daß
der thermische Widerstand zwischen der Außenluft und dem
flächig ausgebildeten Temperaturfühler kleiner ist als
zwischen diesem Temperaturfühler und dem Unterteil 2 bzw.
der Montagefläche 3.
Zur Erfüllung der vorgenannten Bedingung kann man auch so
vorgehen, daß der mittlere Abstand des flächigen Wärmeüber
tragungsmittels 10 bzw. 12, 12' vom Gehäuseoberteil 1 gerin
ger ist als vom Gehäuseunterteil 2 oder einer vom Unterteil
2 getragenen Grundplatte 6. In diesem Fall befindet sich das
flächige Wärmeübertragungsmittel oberhalb der Ebene, die in
Fig. 1 mit der Linie A-A gekennzeichnet ist. Somit könnte
sich das Wärmeübertragungsmittel beispielsweise an der mit
gestrichelter Linie angedeuteten Position 30 befinden.
Hiermit ist der Abstand b kleiner als der Abstand c.
Fig. 6 zeigt analog Fig. 2 eine gesonderte Wärmeleitfläche
10, die an der Innenseite 9 der Deckelfläche 1' anliegt (sie
könnte auch gemäß einer anderen Ausführungsmöglichkeit der
Erfindung davon einen Abstand entsprechend den vorstehenden
Erläuterungen haben). Die Wärme wird von dieser Wärmeleit
fläche an den Temperaturfühler 12 weitergegeben. Es ist eine
Leiterplatte 11, 13, 14 vorgesehen, die an der Grundplatte 6
angelötet ist. Auf der Leiterplatte sind ebenfalls Leiter
bahnen 28 vorgesehen (siehe hierzu auch die Erläuterung der
Fig. 1a).
Um den Wärmeaustausch zwischen Temperaturfühler und Grund
platte weiter zu verringern, können die flexible Leiterplat
te 11 und auch die Innenseite 9 des Oberteiles 1 ganz oder
teilweise mit einer glänzenden Metalloberfläche belegt sein.
Solche Metalloberflächen haben eine relativ geringe Absorp
tionszahl. Optimal können entsprechende Schirmflächen 26 mit
einem Belag 26' aus glänzendem Metall vorgesehen sein (siehe
Fig. 8 und 10).
Die Außenseite 4 des Oberteiles 1 kann eine Farbe haben, die
eine mittlere Absorptionszahl für Tageslicht ergibt. Dies
gilt insbesondere im Bereich des Temperaturfühlers 12 bzw.
der jeweiligen Wärmeleitfläche. Hiermit wird eine mittlere
Absorption des Tageslichtes geschaffen, die den in der
Praxis vorkommenden Gegebenheiten der Einwirkung des Tages
lichtes auf den Menschen am besten entspricht.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die
flexible Leiterplatte 11 mit einem oberen, in der Zeichnung
waagerechten Bereich 11' an der Innenfläche 9 des Oberteiles
1 anliegt und dort zugleich die Wärmeleitfläche bildet. An
der unteren Fläche dieses Bereiches 11' ist der Temperatur
fühler 12 wärmeleitend angebracht. Die Endbereiche 13, 14
sind an der Grundplatte 6 mit dieser elektrisch und/oder
mechanisch verbunden. Die Endbereiche 13, 14 sind nebenein
ander angeordnet, so daß die in Fig. 7 ersichtliche Überlap
pung oder "Durchdringung" nur optisch so erscheint.
Fig. 8 zeigt neben dem erläuterten Schirm 26 eine schrägste
hende Leiterplatte 11 mit Wärmeleitfläche 10 und Temperatur
fühler 12. Diese Fig. 8 zeigt ferner die Anordnung der
Wärmeleitfläche 10 in einem Abstand von der Innenseite 9 des
Oberteiles 1 (hier dessen Seitenwand 1''), sowie einen Ab
stand zwischen dem Temperaturfühler 12 und der Wärmeüber
tragungsfläche 10.
Fig. 9 beinhaltet eine Ausführung, bei der eine lediglich
waagerecht verlaufende Leiterplatte 11 den Temperaturfühler
12 trägt. Sie befindet sich hier in einem relativ kleinen
Abstand a von der Innenseite 9 des Gehäuseoberteiles. Dieser
Abstand kann 1-2 mm aufweisen. Vorgenanntes gilt, wie
bereits weiter oben erwähnt auch für andere Ausführungen des
flächigen Wärmeübertragungsmittels. Die Leiterplatte 11 ist
über Drähte 21 elektrisch mit der Grundplatte 6 in schon
beschriebener Weise verbunden. Auch diese Drähte sind
schlecht wärmeleitende Drähte wie vorstehend bereits er
läutert.
Fig. 10 zeigt eine Fig. 8 ähnliche Anordnung mit einer
Leiterplatte 11 in der Nähe der senkrechten Seitenwand 1''
des Gehäuseoberteiles 1. In diesem Fall sind für die elek
trische Verbindung und zugleich auch den mechanischen Halt
der Leiterplatte 11 Anschlußstifte 29 vorgesehen und mit der
Grundplatte 6 verbunden.
Alle dargestellten und/oder beschriebenen Merkmale, sowie
ihre Kombinationen miteinander werden als erfindungswesent
lich angesehen.
Claims (22)
1. Anordnung zur Temperaturmessung mit einem, ein Oberteil
und ein Unterteil aufweisenden Gehäuse, wobei zur Mes
sung der außerhalb des Gehäuses vorhandenen Temperatur
im Innenraum des Gehäuses ein Temperaturfühler ange
bracht ist, und wobei der Gehäuseunterteil elektrisch
und erforderlichenfalls auch mechanisch mit dem Tempera
turfühler verbunden ist und bevorzugt zur Befestigung
der Anordnung an einer Montagefläche, insbesondere einer
Wand dient, dadurch gekennzeichnet, daß eine flächig
ausgebildete Wärmeübertragung (10, 12') mit einer großen
Wärmeleitfähigkeit zwischen Innenseite (9) des Gehäuse
oberteiles und Temperaturfühler (12) vorgesehen ist und
daß der Temperaturfühler über eine elektrische und
erforderlichenfalls ihn auch mechanisch haltende Verbin
dung (11) am Unterteil (2) angeschlossen und/oder ange
bracht ist, die gegenüber der Wärmeübertragung zwischen
dem Temperaturfühler (12) und der o.g. Innenseite (9)
eine wesentlich geringere Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Temperaturfühler (12) an einem flächigen Wärmeüber
tragungsmittel in Form einer Wärmeleitfläche (10) wärme
leitend anliegt oder in diese eingebracht ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Thermofühler (12) selber als flächig ausgebildetes
Wärmeübertragungsmittel (12') ausgebildet ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeich
net durch eine Positionierung des flächig ausgebildeten
Wärmeübertragungsmittels (10, 12'), Innerhalb des
Gehäuses (1, 2) derart, daß der thermische Widerstand
zwischen diesem flächigen Wärmeübertragungsmittel und
der Umgebungsluft (5) des Gehäuses kleiner ist als der
thermische Widerstand zwischen diesem flächigen Wärme
übertragungsmittel und dem Unterteil (2) des Gehäuses
oder einer etwaigen Montagefläche (3)
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das flächige Wärmeübertragungsmittel (10, 12') an der
Innenseite (9) des Gehäuseoberteiles anliegt.
6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der mittlere Abstand des flächigen Wärmeübertragungsmit
tels (10, 12') vom Gehäuseoberteil (1) geringer ist als
vom Gehäuseunterteil (2) oder einer davon getragenen
Grundplatte (6).
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand des flächigen Wärmeübertragungsmittels (10,
12') von der Innenseite (9) des Gehäuseoberteiles wenige
Millimeter (mm), bevorzugt 1-2 mm beträgt.
8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung eine
Leiterplatte vorgesehen ist.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärmeleitfläche (10) Teil einer bevorzugt flexiblen
Leiterplatte (11) ist.
10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Wärmeleitfläche (10) eine auf die Leiter
platte (11) aufgebrachte Metallschicht, bevorzugt eine
Cu-Schicht ist.
11 Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Leiterplatte (11) ein flexibles Band ist.
12. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine gesonderte
Wärmeleitfläche (10) entweder in einem Abstand von der
Innenseite (9) des Gehäuseoberteiles (1) oder daran
direkt anliegend befindet und daß die Leiterplatte (11)
mit Temperaturfühler (12) direkt an der Seite der Wärme
leitfläche anliegt, die von der Innenseite (9) des
Gehäuses abgewendet ist.
13. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Wärme
leitflächen (10) vorgesehen sind.
14. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungs
mittel (10, 12) eine Fläche hat, die größer als 100 mm2
ist.
15. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler
(12) über ein ihn haltendes bzw. tragendes Wärmeüber
tragungsmittel (21) von großer Wärmeleitfähigkeit mit
der Wärmeleitfläche (10) und/oder der Leiterplatte (11)
verbunden ist.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das den Temperaturfühler (12) haltende Wärmeübertra
gungsmittel (21) ein relativ querschnittsstarker Draht
oder dergleichen Vorrichtung ist und aus einem die Wärme
gut leitenden Material, insbesondere einem Metall, wie
Kupfer, besteht.
17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeich
net, daß das Wärmeübertragungsmittel an der Wärmeleit
fläche (10) oder der Leiterplatte (11) angelötet ist.
18. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
17, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil (2) des
Gehäuses eine Grundplatte (6) trägt, die dem elektri
schen und/oder mechanischen Anschluß von Verbindungsmit
teln, insbesondere einer Leiterplatte des Temperaturfüh
lers (12) dient bzw. dazu ausgebildet ist, sowie die
zugehörigen elektrische Verbindungsbahn aufweist.
19. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem den Tempera
turfühler und die Wärmeübertragungsmittel aufweisenden
Raum ein wärmedämmendes Material, insbesondere ein
geschäumter Kunststoff zwischen Innenseite (9) des
Deckelteiles (1'') und Unterteil (2) bzw. der Grundplatte
(6) vorgesehen ist.
20. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
19, gekennzeichnet durch thermische Abschirmflächen,
insbesondere Metallisierungen in einer Positionierung
derart, daß vom Unterteil (2) bzw. der Grundplatte (6)
her kommende Wärmestrahlungen reflektiert werden und der
Temperaturfühler (12) und die Wärmeleitfläche (12)
dagegen zumindest teilweise abgeschirmt sind.
21. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
20, dadurch gekennzeichnet, daß die vom jeweiligen
Temperaturfühler (12) zum Unterteil (2) oder der Grund
platte (6) führenden Leiter bzw. Leiterbahnen (28)
relativ dünn sind und bevorzugt durch einen von der
geraden Linie abweichenden Verlauf, z. B. Zick-Zack-Form
oder Mäanderform, gegenüber der geradlinigen Verbindung
entsprechend verlängert sind.
22. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
21, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Leiterplatte
(11) weitere Bauelemente wie Widerstände, Kondensatoren,
kleine Schalter montiert sind.
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