DE202013007490U1 - Temperature sensor for a fluid - Google Patents
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Abstract
Temperatursensor, der einen in einem Gehäuse (20) montierten Temperaturfühler (11) aufweist, der eine Wand des Gehäuses durchdringt, wobei der Fühler einen Thermistor (3) umfasst, und eine Verkleidung (30) aufweist, die aus einem schützenden Isoliermaterial gebildet ist, das den Thermistor umgibt, wobei der Fühler derart in dem Gehäuse angeordnet ist, dass der Thermistor nach außen von dem Gehäuse vorstehend angeordnet ist und sich Kontaktdrähte (6) des Thermistors von der Verkleidung ins Innere des Gehäuses erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verkleidung (30) des Fühlers in einem Stück längs erstreckt, wobei ein Teil eine im Allgemeinen zylindrische langgezogene Form aufweist, so dass er gleichzeitig den Thermistor und einen Teil der an den Thermistor angrenzenden Kontaktdrähte umgibt, und wobei die Länge des zylindrischen Teils ausreichend ist, um auf diesem zylindrischen Teil eine ringförmige Verbindungsstelle (40, 42) anzuordnen, die die Dichtheit zwischen dem Fühler und dem Gehäuse gewährleistet.A temperature sensor having a temperature sensor (11) mounted in a housing (20) penetrating a wall of the housing, the sensor comprising a thermistor (3) and a cladding (30) formed of a protective insulating material, which surrounds the thermistor, the sensor being arranged in the housing such that the thermistor is projected outwardly from the housing and contact wires (6) of the thermistor extend from the housing into the interior of the housing, characterized in that the cladding (30) of the probe extends longitudinally, one part having a generally cylindrical elongated shape so as to simultaneously surround the thermistor and a portion of the contact wires adjacent the thermistor, and wherein the length of the cylindrical portion is sufficient to to arrange on this cylindrical part an annular junction (40, 42), the zwi guaranteed the sensor and the housing.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor für Fluide und insbesondere einen Temperatursensor für ein Fluid mit einer erhöhten Temperaturanstiegsrate. Diese Temperatursensoren werden insbesondere in Haushaltsgeräten verwendet, wie in Wäschetrocknern. Eine andere Anwendung liegt auf dem Gebiet von Verbrennungsmotoren mit Aufladung zum Messen der Temperatur der Aufladungsluft.The present invention relates to a temperature sensor for fluids, and more particularly to a temperature sensor for a fluid having an increased rate of temperature rise. These temperature sensors are particularly used in household appliances, such as tumble dryers. Another application is in the field of supercharged internal combustion engines for measuring the temperature of the supercharged air.
Stand der TechnikState of the art
Es gibt auf dem Markt verschiedene Arten von Temperatursensoren für Fluide, mit denen eine schnelle Temperaturanstiegsrate erreicht werden kann. Diese Temperatursensoren verwenden im Allgemeinen Fühler mit NTC-Thermistoren (NTC = Negative Temperature Coefficient, negativer Temperaturkoeffizient). Ein derartiger Fühler umfasst ein Fühlelement, das aus dem Thermistor besteht, von einem schützenden Isoliermaterial umgeben ist, welches eine im Allgemeinen tropfenartige Form aufweist, und mit zwei Kontaktdrähten verbunden ist, die sich von der Verkleidung nach außen erstrecken, um dessen elektrischen Anschluss zu ermöglichen. Normalerweise ist der Fühler in einem Gehäuse montiert, wobei er aus diesem hervorsteht, so dass sich sein Fühlelement in der Betriebsposition des Sensors direkt in dem Fluidstrom befindet, wobei sich die Kontaktdrähte, die für die Verbindung des Thermistors mit der Messschaltung sorgen, ins Innere des Gehäusekörpers erstrecken. Ein Problem, das sich stellt, besteht darin, die Verbindung zwischen dem Fühler und dem Gehäuse dicht zu gestalten, um ein Austreten von Fluid oder ein Eindringen von Feuchtigkeit in den nicht geschützten Teil des Thermistors zu verhindern, was die Funktion des Sensors beeinflussen kann.There are various types of temperature sensors on the market for fluids that can achieve a rapid rate of temperature rise. These temperature sensors generally use probes with NTC (negative temperature coefficient) thermistors (NTC). Such a sensor comprises a sensing element consisting of the thermistor, surrounded by a protective insulating material having a generally teardrop-like shape, and connected to two contact wires extending outwardly from the cladding to allow its electrical connection , Normally, the probe is mounted in a housing, protruding therefrom, so that its sensing element is in the operating position of the sensor directly in the fluid stream, with the contact wires, which provide the connection of the thermistor with the measuring circuit, inside the Casing body extend. One problem that arises is to make the connection between the probe and the housing leaktight to prevent leakage of fluid or moisture from entering the unprotected part of the thermistor, which may affect the function of the sensor.
Es werden verschiedene Techniken angewendet, um die Verbindung zwischen dem Fühler und dem Gehäuse dicht zu gestalten, wie zum Beispiel die Verwendung eines Harzes oder eines Klebstoffs, das/der zwischen die beiden Bauteile gegossen wird, oder auch ein Kunststoffguss zwischen diesen. Bei Anwendung dieser Techniken, um einen solchen Sensor dicht zu gestalten, ist die Dichtheit meistens an den Kontaktdrähten des Fühlers vorgesehen.Various techniques are used to seal the connection between the probe and the housing, such as the use of a resin or adhesive poured between the two components, or even a plastic casting between them. When using these techniques to make such a sensor dense, the tightness is mostly provided on the contact wires of the probe.
Die beigefügte
In einem Versuch, diese Probleme zu umgehen, wie es auch dem Bild in
Ein Nachteil dieses Systems besteht darin, dass es die Verwendung eines Zwischenstücks zwischen dem Fühler und dem Gehäuse erforderlich macht und das Einführen der Kontaktdrähte in die Ausbohrungen des Zylinders einen weiteren Montageschritt bedeutet, der außerdem Präzision und absolute Genauigkeit erfordert. Außerdem erfordert dies eine zusätzliche Dichtheit zwischen dem Fühler und dem Zylinder, wodurch sich die Gefahr eines Defekts der Dichtigkeit erhöht und dies einen zusätzlichen Schritt zur Erreichung dieser Dichtheit vor der Montage des Fühlers in seinem Gehäuse bedeutet.A disadvantage of this system is that it requires the use of an intermediate piece between the probe and the housing and the insertion of the contact wires into the bores of the cylinder means a further assembly step, which also requires precision and absolute accuracy. In addition, this requires an additional tightness between the sensor and the cylinder, which increases the risk of a defect of tightness and this means an additional step to achieve this tightness before mounting the sensor in its housing.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu mindern oder zu umgehen. Sie zielt insbesondere darauf ab, eine alternative Ausführungsform für die Temperatursensoren für Fluide vorzuschlagen, bei der NTC-Thermistoren verwendet werden.It is the object of the present invention to mitigate or circumvent these disadvantages. In particular, it aims to propose an alternative embodiment for the temperature sensors for fluids using NTC thermistors.
Angesichts dieser Ziele besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Temperatursensor zur Verfügung zu stellen, der einen Temperaturfühler aufweist, der in einem Gehäuse montiert ist und eine Wand des Gehäuses durchdringt, wobei der Fühler einen Thermistor und eine Verkleidung aufweist, die aus einem schützenden Isoliermaterial besteht, das den Thermistor umgibt, wobei der Fühler derart in dem Gehäuse angeordnet ist, dass der Thermistor nach außen von dem Gehäuse vorstehend angeordnet ist und sich Kontaktdrähte des Thermistors von der Verkleidung ins Innere des Gehäuses erstrecken. Gemäß der Erfindung ist der Sensor dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verkleidung des Fühlers in einem Stück längs erstreckt, wobei ein Teil eine im Allgemeinen zylindrische langgezogene Form aufweist, so dass er gleichzeitig den Thermistor und einen Teil der an den Thermistor angrenzenden Kontaktdrähte umgibt, und wobei die Länge des zylindrischen Teils ausreichend ist, um auf diesem zylindrischen Teil eine ringförmige Verbindungsstelle anzuordnen, die die Dichtheit zwischen dem Fühler und dem Gehäuse gewährleistet. In view of these objects, the object of the invention is to provide a temperature sensor having a temperature sensor mounted in a housing and penetrating a wall of the housing, the sensor having a thermistor and a cover made of a protective insulating material which surrounds the thermistor, wherein the sensor is disposed in the housing such that the thermistor is projected outwardly from the housing and extending contact wires of the thermistor from the panel into the interior of the housing. According to the invention, the sensor is characterized in that the panel of the sensor extends in one piece longitudinally, a part having a generally cylindrical elongate shape so as to simultaneously surround the thermistor and a part of the contact wires adjacent to the thermistor, and wherein the length of the cylindrical part is sufficient to arrange on this cylindrical part an annular junction which ensures the tightness between the sensor and the housing.
Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention
Auf Grund des ausreichend langgezogenen zylindrischen Teils des Fühlers ist es möglich, eine ringförmige Verbindungsstelle anzuordnen, die diesen Teil umgibt und mit diesem auf einer axialen Länge in Kontakt ist, die ausreicht, um eine gute Dichtheit zu gewährleisten.Due to the sufficiently elongated cylindrical portion of the probe, it is possible to arrange an annular junction surrounding this part and in contact therewith at an axial length sufficient to ensure good sealing.
Im Gegensatz zum Stand der Technik hat die Verkleidung keine Tropfenform mit einem schwankenden und ungenauen Abmessungs- und Formenprofil, das nur den Thermistor und die Kontaktdrähte ganz am Anfang umgibt. Im Unterschied dazu bedeckt die erfindungsgemäße Verkleidung nicht nur das Fühlelement des Thermistors, sondern auch einen großen Teil der Kontaktdrähte mit einem langen zylindrischen Teil, der normalerweise größer oder gleich dem Doppelten ihres Durchmessers ist, also mit einem über seine gesamte Länge konstanten Durchmesser, wodurch die Verbindungsstelle zuverlässig und ohne die Gefahr einer Leckage angeordnet werden kann.In contrast to the prior art, the cladding does not have a teardrop shape with a fluctuating and inaccurate dimension and shape profile surrounding only the thermistor and the contact wires at the very beginning. In contrast, the cladding according to the invention covers not only the sensing element of the thermistor, but also a large part of the contact wires with a long cylindrical part, which is usually greater than or equal to twice their diameter, ie with a constant over its entire length diameter, whereby the Junction reliably and without the risk of leakage can be arranged.
Zumindest der Teil der Verkleidung, der die Kontaktdrähte umgibt, ist zylindrisch, da genau auf diesem Teil die Verbindungsstelle aufgebracht wird, damit das Ende des Fühlers, das den Thermistor umfasst, nach außen von dem Gehäuse vorstehen kann, um in dem Fluidstrom platziert zu werden, dessen Temperatur gemessen werden soll. Das Ende des Fühlers, das den Thermistor umfasst, kann also eine Form und einen Querschnitt aufweisen, die sich von dem zylindrischen Teil unterscheiden. Vorzugsweise ist jedoch die gesamte Verkleidung über ihre gesamte Länge zylindrisch und endet in zwei Halbkugelformen.At least the portion of the trim surrounding the contact wires is cylindrical because the joint is applied precisely to that part so that the end of the probe comprising the thermistor can protrude outwardly from the housing to be placed in the fluid flow whose temperature is to be measured. The end of the probe comprising the thermistor can thus have a shape and a cross section which differ from the cylindrical part. Preferably, however, the entire panel is cylindrical over its entire length and terminates in two hemispherical shapes.
Die Verbindungsstelle stützt sich direkt auf dem zylindrischen Teil der Verkleidung des Fühlers einerseits und auf dem Gehäuse andererseits ab, um die Dichtheit des Thermistors zu gewährleisten. Vorzugsweise weist die Verbindungsstelle auch flexible oder sehr flexible Lippen an ihrer Außenfläche in Kontakt mit dem Gehäuse, und auch an ihrer Innenfläche in Kontakt mit dem Fühler auf. Diese Lippen passen sich an den Fühler und das Gehäuse an und können so mögliche Schwankungen der Geometrie der Bauteile ausgleichen.The junction is supported directly on the cylindrical part of the panel of the sensor on the one hand and on the housing on the other hand, to ensure the tightness of the thermistor. Preferably, the joint also has flexible or very flexible lips on its outer surface in contact with the housing, and also on its inner surface in contact with the probe. These lips adapt to the sensor and the housing and can thus compensate for possible variations in the geometry of the components.
Nach einer Ausführungsform besteht die Verbindungsstelle aus einem elastisch verformbaren Material, das bei der Montage zwischen dem Gehäuse und dem Fühler einfach radial zusammengedrückt wird, um einen guten Kontakt zwischen dieser und dem Fühler sowie zwischen dieser und dem Gehäuse zu gewährleisten.According to one embodiment, the joint consists of an elastically deformable material which is simply radially compressed during assembly between the housing and the probe to ensure good contact between it and the probe and between the latter and the housing.
Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform vom Stopfbüchsentyp besteht die Verbindungsstelle aus einem elastisch verformbaren Material, das axial so zusammengepresst wird, dass es unter radialem Druck gleichzeitig auf den Fühler und in das Gehäuse auf- bzw. eingebracht wird. Der axiale Druck ermöglicht eine Ausdehnung in radialer Richtung, die dafür sorgt, dass der Kontakt zwischen der Verbindungsstelle und dem Temperaturfühler sowie zwischen der Verbindungsstelle und dem Gehäuse gewährleistet ist.According to another preferred embodiment of Stopfbüchsentyp the connection point consists of an elastically deformable material, which is axially compressed so that it is at the same time on the sensor and in the housing under radial pressure or introduced. The axial pressure allows expansion in the radial direction, which ensures that the contact between the connection point and the temperature sensor and between the connection point and the housing.
Vorzugsweise umfasst die Verbindungsstelle in diesem Fall, um die Anordnung zu erleichtern und den radialen Druck der Verbindungsstelle sowohl auf den Fühler als auch auf die Ausbohrung des Gehäuses zu erhöhen, einen kegelstumpfartigen Steckteil, der mit einem kegelstumpfartigen Aufnahmeteil des Gehäuses zusammenwirkt, indem der Steckteil unter der axialen Kraft, die auf eine Stirnseite der Verbindungsstelle ausgeübt wird, in den Aufnahmeteil eingefügt wird, wodurch die Verbindungsstelle durch eine kombinierte Bewegung in radialer und in axialer Richtung zusammengedrückt werden kann.Preferably, in this case, to facilitate the assembly and increase the radial pressure of the joint to both the probe and the bore of the housing, the joint comprises a frusto-conical male member which cooperates with a frusto-conical female member of the housing by placing the male member under the axial force exerted on an end face of the joint is inserted into the receiving part, whereby the joint can be compressed by a combined movement in the radial and in the axial direction.
Nach einer anderen Vorrichtung kann die Verbindungsstelle auch einen Absatz aufweisen, der als axiales Widerlager für das hintere Ende des Fühlers dienen kann, das dem gegenüberliegt, an dem sich der Thermistor befindet, und der so dessen Positionierung in dem Gehäuse bestimmt. Es ist mindestens eine Öffnung in dem Absatz für das Hindurchführen von Kontaktdrähten vorgesehen. Vorzugsweise weist der Absatz zwei Öffnungen auf, durch die jeweils ein Kontaktdraht hindurch geführt ist. Außerdem kann jede Öffnung eine flexible Lippe aufweisen, um eine weitere Dichtheit direkt mit den Kontaktdrähten zu gewährleisten.According to another device, the joint may also have a shoulder which may serve as an axial abutment for the rear end of the probe opposite to where the thermistor is located, thus determining its positioning in the housing. At least one opening in the shoulder for the passage of contact wires is provided. The shoulder preferably has two openings, through which a contact wire is guided in each case. In addition, each opening may have a flexible lip, to ensure a further tightness directly with the contact wires.
Nach einer besonderen Montage des Sensors wird die Verbindungsstelle durch einen Deckel auf dem Gehäuse gehalten, wobei die Verbindungsstelle die Dichtheit mit dem Deckel oder mit einem Körper des Gehäuses gewährleistet, auf dem der Deckel gehalten wird, oder auch mit diesen beiden Bauteilen.After a special installation of the sensor, the connection point is held by a cover on the housing, wherein the connection point ensures the tightness with the lid or with a body of the housing on which the lid is held, or with these two components.
Die axiale Anordnung des Fühlers kann auch durch das Anlegen der umgebogenen Enden der Kontaktdrähte gegen eine innere Stirnseite des Gehäuses bestimmt sein. In einem solchen Fall dient die Verbindungsstelle nur dazu, die Dichtheit zu gewährleisten und spielt bei der Anordnung des Fühlers keine Rolle. Die umgebogenen Enden der Drähte können durch Federn in Anlage gegen die innere Stirnseite abstützend gehalten werden, wobei die Federn des Weiteren auch eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktdrähten des Fühlers und elektrischen Verbindungsmitteln des Sensors mit einer externen Messschaltung gewährleisten.The axial arrangement of the probe can also be determined by the application of the bent ends of the contact wires against an inner end face of the housing. In such a case, the connection point only serves to ensure the tightness and plays no role in the arrangement of the probe. The bent ends of the wires can be supported by springs in abutment against the inner end face supporting, the springs also ensure an electrical connection between the contact wires of the sensor and electrical connection means of the sensor with an external measuring circuit.
Ein axialer Kompressionskörper ist im Inneren des Körpers derart angeordnet, dass er sich axial an der Stirnseite der Verbindungsstelle abstützt, die sich zum Inneren des Gehäuses befindet. Vorteilhafterweise sind die Kontaktdrähte durch jeweilige Ausbohrungen des Kompressionskörpers hindurch geführt, und die Position des Fühlers bestimmt sich durch die Anlage der Verkleidung an dem Ende des axialen Kompressionskörpers.An axial compression body is disposed inside the body so as to be axially supported on the end face of the joint located to the interior of the housing. Advantageously, the contact wires are passed through respective bores of the compression body, and the position of the sensor is determined by the abutment of the casing at the end of the axial compression body.
Aufgabe der Erfindung ist außerdem ein Temperaturfühler für einen Sensor, wie er zuvor definiert wurde, wobei der Fühler einen Thermistor und eine Verkleidung, die aus einem schützenden Isoliermaterial gebildet ist, die den Thermistor umgibt, und Kontaktfasern des Thermistors aufweist, die sich aus der Verkleidung hinaus erstrecken, wobei der Fühler dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Verkleidung des Fühlers in einem Stück längs erstreckt, wobei ein Teil eine im Allgemeinen zylindrische langgezogene Form aufweist, so dass sie gleichzeitig den Thermistor und einen Teil der an den Thermistor angrenzenden Kontaktfasern umgibt, wobei die Fasern in ihren verkleideten Teilen im Wesentlichen parallel zur Achse des zylindrischen Teils der Verkleidung sind und die Länge des zylindrischen Teils größer als oder gleich dem Doppelten ihres Durchmessers ist. Zumindest der Teil der Verkleidung, der die Kontaktdrähte umgibt, ist zylindrisch.The object of the invention is also a temperature sensor for a sensor as defined above, wherein the sensor comprises a thermistor and a cladding formed of a protective insulating material surrounding the thermistor and contact fibers of the thermistor resulting from the cladding the probe being characterized in that the panel of the probe extends in one piece longitudinally, a portion having a generally cylindrical elongated shape so as to simultaneously surround the thermistor and a portion of the contact fibers adjacent to the thermistor, wherein the fibers in their clad parts are substantially parallel to the axis of the cylindrical part of the cladding and the length of the cylindrical part is greater than or equal to twice their diameter. At least the part of the panel that surrounds the contact wires is cylindrical.
Die Verbindungsstelle, die in den meisten Fällen aus einem elastischen Material besteht, hat des Weiteren den Vorteil, dass sie die Vibrationen abmildert, die von dem Gehäuse auf den Temperaturfühler übertragen werden können, und so den Temperaturfühler schützt.The joint, which in most cases is made of an elastic material, also has the advantage of mitigating the vibrations that can be transmitted from the housing to the temperature sensor, thus protecting the temperature sensor.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Besonderheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der genauen Beschreibung einiger vorteilhafter Ausführungsformen, die nachfolgend zu Veranschaulichungszwecken anhand der beigefügten Zeichnungen dargestellt werden. Es zeigen:Further particular features and features of the invention will become apparent from the detailed description of some advantageous embodiments, which are presented below for purposes of illustration with reference to the accompanying drawings. Show it:
Beschreibung einer bevorzugten AusführungsformDescription of a preferred embodiment
Der in
In dem in
Die Ausführungsform aus
Claims (16)
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DE202013007490U DE202013007490U1 (en) | 2013-08-23 | 2013-08-23 | Temperature sensor for a fluid |
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