DE2353878C3 - Temperaturfühler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturfühler gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein Temperaturfühler, der ein rohrförmiges leitendes «5 Gehäuse mit einer Bohrung aufweist, in welcher zwei Thermistoren in Abstand zueinander angeordnet sind, ist in der DEOS 20 63 103 beschrieben. Bei einem derartigen Temperaturfühler kann sich jedoch der gegenseitige Abstand der Thermistoren infolge äußerer Stöße ändern, so daß keine exakten Messungen gewährleistet sind.

Aus der US-PS 29 61 625 ist ein Temperaturfühler bekannt, bei dem die Thermistoren in koaxialer Anordnung vorgesehen sind. Die US-PS 23 91992 beschreibt einen Temperaturfühler, bei dem der Sensor durch eine Federeinrichtung in eine feste Position vorgespannt wird.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturfühler zu schaffen, der eine gute Temperaturcharakteristik besitzt und außerdem einfach und schnell hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Thermistoren koaxial zueinander angeordnet sind, daß ein Thermistor scheibenförmige und der n> andere Thermistor ringförmige Gestalt aufweist, daß die Thermistoren zwischen Federeinrichtungen, isolierenden Abstandselementen und zugeordneten Kontaktelementen angeordnet sind und daß nur der scheibenförmige Thermistor in direktem Kontakt mit dem Gehäuse steht

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Temperaturfühler stehen die Thermistoren jeweils in direktem Kontakt mit den zugeordneten leitfähigen Elementen und werden ohne Verwendung von Kunstharzzwischenschichten in ihrer jeweiligen Lage festgehalten, so daß keine Relativbewegung der Thermistoren möglich ist, die zu ungenauen Meßergebnissen führen könnte. Die Anwendung von Federeinrichtungen stellt sicher, daß die Thermistoren in Anlage zu den leitfähigen Teilen gedrückt werden und daß außerdem die Fixierte Anordnung der Einzelteile des Temperaturfühlers gewährleistet ist Vorteilhaft ist weiterhin, daß ein fehlerhaftes Bauteil leicht durch ein neues Bauteil ersetzbar ist

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Temperaturfühlers anhand von Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht durch eine Ausführungsform eines Temperaturfühlers,

F i g. 2 das Schaltbild der Thermistoren,

F i g. 3 eine Schnittansicht durch eine zweite Ausführungsform des Temperaturfühlers,

Fig.4 die Schaltung der Thermistoren für die Ausführungsform nach F i g. 3,

F i g. 5 eine Schnittansicht einer dritten Ausführungsform,

Fig.6 eine Teilschnittansicht zur Erläuterung einer weiteren möglichen Anordnung der Anschlußklemmen, und

Fig. 7 eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausgestaltung der Anschlußklemmen, wobei die zugeordnete Steckverbindung dargestellt ist.

In F i g. 1 ist eine erste Ausführungsform eines Temperaturfühlers gezeigt, der sich beispielsweise an einem Kühlwassermantel anordnen läßt. Der Temperaturfühler 10 weist ein zylindrisches Gehäuse U aus Metall mit einem offenen Ende 15, einem geschlossenen Ende 16 und einer abgesetzten Bohrung 12 auf, so daß Querschnittsflächen unterschiedlichen Durchmessers mit dazwischen befindlichen Schulterteilen gebildet werden. Ein scheibenförmiger Thermistor 17 ist an dem Ende 16, vorzugsweise unter Zwischenlage eines scheibenförmigen metallenen Kontaktelementes 16a, angeordnet. Das Kontaktelement 16a dient zur Vergrößerung der Abstrahlung der in dem Thermistor 17 erzeugten Wärme. Auf der oberen Fläche des Thermistors 17 ist ein weiteres scheibenförmiges metallenes Kontaktelement 18 derart angeordnet, daß es eine Elektrode zur Kontaktherstellung mit dem äußeren Stromkreis darstellt. Ein isolierendes zylindrisches Element 24 an der Innenwand des Gehäuses 11 dient zur Isolierung des Kontaktelementes 18 gegenüber dem Gehäuse. Eine Feder 14' ist auf dem Kontaktelement 18 axial zu der Bohrung 12 vorgesehen, um den Thermistor 17 gegen das geschlossene Ende 16 zu drücken, so daß ein guter elektrischer Kontakt mit dem Gehäuse gewährleistet ist. Auf der Feder 14' sitzt ein isolierendes ringförmiges Abstandselement 23 mit einem geflanschten Teil und eine Metallscheibe 26 mit einem nach unten erweiterten Teil 26'. der an einet 1 Schulterteil 14 angreift, um den von einer Schraubenfeder 28 auf den Thermistor 17 ausgeübten Druck zu bestimmen, und eine Verbindung mit dem Gehäuse

herstellt Auf der oberen Fläche der Metallscheibe 26 befindet sich ein ringförmiger Thermistor 27 in koaxialer Anordnung zu dem Thermistor 17. Ein metallenes ringförmiges Kontaktelement 29 steht in Kontakt mit dem Thermistor 27, um einen guten s elektrischen Kontakt zwischen dem Thermistor 27 und der Schraubenfeder 28 zu gewährleisten, die in der Bohrung 12 in Axialrichtung angeordnet ist und einen Stromleiter zu dem Thermistor 27 bildet Eine isolierte Leitung 19 erstreckt sich in die Bohrung 12 und ist mit dem Kontakidement 18 verbunden, so daß eine Verbindung zu dem äußeren Stromkreis hergestellt wird. Ein rohrförmiger Isolator 25 ist axial in der Bohrung 12 angeordnet um die Schraubenfeder 28, den Thermistor 27 und das Kontaktelement 29 gegen das Gehäuse 11 zu isolieren. Das offene Ende 15 ist mit einer isolierenden Formpreßkappe 20 geschlossen, wodurch eine fluiddichte Kammer in dem Gehäuse 12 gebildet wird. Eingebettet in die Formpreßkappe 20 sind ein röhrenförmiger Anschluß 21 für die Leitung i9 und ein Anschluß 22, der mit der Schraubenfeder 28 über eine Metallscheibe 33 in Verbindung steht. Die Metallscheibe 33 weist eine Öffnung zum Durchführen der Leitung 19 auf. Jeder Anschluß 21 und 22 hat eine Anzahl ringförmiger Erweiterungen für ein festes Eingreifen der Formpreßkappe 20. Der Isolator 25 ist in die Bohrung 12 eingesetzt. Es ist ersichtlich, daß der Anschluß 21 als Elektrode für den Thermistor 17 und der Anschluß 22 als Elektrode für den Thermistor 27 dient, während das Gehäuse 11 die gemeinsame Elektrode für to die Thermistoren 17 und 27 ist, wie auch aus Fig.? hervorgeht. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche der Thermistoren 17 und 27 kleiner als der Innendurchmesser der Teile 24 und 25, so daß Zwischenräume 30 und 31 gebildet werden, die mit wärmeleitendem Isolierstoff, beispielsweise Silikonöl, gefüllt sind, wodurch die thermischen Ansprechkennwerte der Thermistoren 17 und 27 verbessert werden. Das Gehäuse 11 ist außerdem mit einer ringförmigen Erweiterung 34 und einem ringförmig ausgesparten Teil 35 an dem äußeren Umfang des offenen Endes 15 versehen, um einen Eingriff mit einem umschließenden Element zu ermöglichen, wie dies in Verbindung mit F i g. 6 und 7 beschrieben wird.

Die auf diese Weise von dem Gehäuse 11 vorspringenden Anschlüsse 21 und 22 dienen dazu, eine Prüfung des Temperaturfühlers 10 infolge der bequem zugänglichen Konstruktion zu erleichtern. Dies ist besonders bei Massenfertigung wichtig, bei dnr jedes Erzeugnis im Rahmen des Fließbandsystems kontrolliert wird. Nach dem Prüfen des Temperaturfühlers unter Verwendung der Anschlüsse 21, 22 müssen letztere mit einer Schutzvorrichtung bedeckt werden, die Leitungsdrähte enthält, wie in Fig.6 und 7 gezeigt ist. In F i g. 6 ist ein rohrförmiges Teil 301 teilweise in die Formpreßkappe 20 eingebettet, so daß es die Anschlüsse 21 und 22 umgibt. Ein Paar isolierte Drähte sind mit den Anschlüssen 21 und 22 durch Löten in einer Zwischenposition in dem rohrförmigen Element verbunden. Das Teil 301 ist mit Kunstharz 303 gefüllt, so bo daß eine einstückige Konstruktion mit dem Temperaturfühler entsteht. Eine andere in F i g. 7 gezeigte Schutzvorrichtung umfaßt ein isolierendes Teil 401 mit einem ausgesparten Abschnitt 402 und vorzugsweise einer ringförmigen Nut 403 sowie einer ringförmigen ■ · Erweiterung 404 an ihrem einen Ende entsprechend der Erweiterung 34 bzw. Aussparung 35 des Gehäuses 11; das Teil 401 ist somit entfernbar auf das offene Ende des Gehäuses 11 aufsteckbar. Das Teil 401 ist mit einem Paar Metallhülsen 405 versehen, die vollständig in geeignetem Abstand zueinander eingebettet sind, um die Anschlüsse 21, 22 aufzunehmen, wenn es mit dem Gehäuse 11 in Eingriff steht Ein Pear isolierte Drähte 406 erstreckt sich in das Teil 401 und ist an die Metallhülsen 405 angelötet

In Fig.3 ist eine andere Ausführungsform eines Temperaturfühlers gezeigt wobei gleiche Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet sind. Die in dem Gehäuse 11 vorgesehene abgesetzte Bohrung 12 weist einen zusätzlichen Thermistor 117 auf. In der Bohrung 12 sind somit drei Thermistoren 17, 117 und 27 quer zu der Längsachse des Gehäuses in Abstand und parallel, d. h. koaxial zueinander angeordnet. Der Thermistor hat ringförmige Gestalt wobei sich die gegenüberliegenden Anschlüsse an der oberen Fläche befinden. Der Thermistor 117 wird von einem Verspannungselement 122 gegen das geschlossene Ende 16 gedruckt, welches in dem Zwischenraum des Gehäuses 11 angeordnet ist Dieser Zwischenraum ist von Abstandselementen 130 und 131 und einer isolierenden Wand 124 begrenzt. Ein isoliertes Leitungspaar 132 verläuft von den Anschlüssen des Thermistors 117 durch die Bohrung 12 und das offene Ende 15. In ähnlicher Weise ist ein isoliertes Leitungspaar 133 mit den Anschlüssen des Thermistors 27 verbunden und durch das Gehäuse 11 geführt; eine Leitung 134 ist mit einem Anschluß des Thermistors 17 verbunden. Da elektrische Verbindungen mit den Thermistoren 117 und 27 unabhängig voneinander vorliegen und dos Gehäuse 11 als Elektrode für den Thermistor 17 dient, ergibt sich eine Schaltung, wie sie in Fi g. 4 dargestellt ist. Das offene Ende 15 des Gehäuses 11 paßt sich in gleicher Weise an die Formpreßkappe 20 an, die eine axiale Aussparung 136 aufweist, durch welche die Leitungen 132, 133 und 134 laufen. Die Leitungen 132, 133 und 134 sind mit einer Gummipakkung 135 umgeben. Die axiale Aussparung 136 ist mit Epoxidharz gefüllt, so daß eine fluiddichte Abdichtung vorliegt. Zu demselben Zweck ist auch eine Gummidichtung 32 an der unteren Fläche des geflanschten Teils der Formpreßkappe 20 vorgesehen. Die Formpreßkappe 20 wird in ihrer Lage vor dem nach innen erweiterten Teil des offenen Endes 15 festgehalten.

Fig.5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Temperaturfühlers. Dieser Temperaturfühler 200 weist ein Gehäuse 201 mit einem offenen Ende 202, einem geschlossenen Ende 203 und einer darin axial verlaufenden Bohrung 204 auf. Ein scheibenförmiger Thermistor 205 ist auf der inneren Fläche des geschlossenen Endes 203 in elektrischem Kontakt mit dem Gehäuse 201 angebracht. Ein isolierendes ringförmiges Abstandselement 206 liegt auf dem Thermistor 205, um eine Isolation gegenüber einem darauf angeordneten ringförmigen Thermistor 207 sicherzustellen. Ringförmige Thermistoren 207 und 209, wie sie in F i g. 3 gezeigt sind, sind aufeinandergestapelt, wobei ein ringförmiger Isolator 208 zu Isolier^wecken eingesetzt ist. Außerdem kann ein ringförmiges isolierendes Abstandselement 210 auf dem Thermistor 209 angeordnet sein. Eine Schraubenfeder 211 erstreckt sich axial in die Bohrung 204 und sitzt auf dem Abstandselement 210. Das obere Ende der Schraubenfeder 211 greift an dem nach unten vorspringenden Teil einer hormpreßkappe 212 an, die in ihrer! .■>;'<_ .un dem nach innen erweiterten Teil des offenen Endes 202 des Gehäuses gehalten wird. Eine isolierte Leitung 21 ^ verläuft durch die FormnreßkaDDe 212 in die Bohrurie

204 und ist an der oberen Fläche oder einer Elektrode des Thermistors 205 angelötet. Ein Leitungspaar 214 erstreckt sich im wesentlichen parallel zu der Leitung 213 in die Bohrung 204 und ist an dem Thermistor 207 angelötet. Ein in die Bohrung verlaufendes Leitungspaar 215 ist an dem Thermistor 209 angelötet. Die Schraubenfeder 211 übt einen Druck auf die Thermistoren 205,207 und 209 in etwa der gleichen Weise aus, wie bereits beschrieben wurde, um einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Thermistor 205 und dem Gehäuse 201 zu gewährleisten. Mit den Bezugszeichen 216 und 217 sind Gummipackungen bezeichnet, die eine fluiddichte Packung bezwecken. Mit 218 ist ein Formpreßteil aus Epoxidharz bezeichnet, das ebenfalls eine Dichtungsfunktion hat. Das Ersatzschaltbild nach Fig. 4 entspricht der Schaltungsanordnung der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Temperaturfühler, bestehend aus einem rohrförmigen leitenden Gehäuse mit einer Bohrung, in welcher zwei Thermistoren in Abstand zueinander angeordnet sind,dadurch gekennzeichnet, daß die Thermistoren (17, 27; 205, 207) koaxial zueinander angeordnet sind, daß ein Thermistor (17; 205) scheibenförmige und der andere Thermistor (27; 207) ringförmige Gestalt aufweist, daß die Thermistoren (17, 27; 205, 207) zwischen Federeinrichtungen (14', 28; 211), isolierenden Abstandselementen (23; 130, 131; 206, 210) und zugeordneten Kontaktelementen (16a, 18,29; 16) angeordnet sind und daß nur der scheibenförmige Thermistor (17; 205) in direktem Kontakt mit dem Gehäuse (12; 201) steht

2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter ringförmiger Thermistor (27; 209) vorgesehen ist.

3. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung gegenüber dem Gehäuse (12; 201) abgesetzt ist

4. Temperaturfühler nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Abstandselemente (23; 130, 131) auf Schulterteilen des Gehäuses (12) sitzen.

5. Temperaturfühler nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtungen (14, 28,122; 211) in Axialrichtung angeordnet sind und einen in Richtung des geschlossenen Gehäuseendes (16; 203) wirkenden Druck ausüben.

6. Temperaturfühler nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Thermistoren (17, 27, 117; 205, 207, 209) und dem Gehäuse (12; 201) eine wärmeleitende Isolierflüssigkeit vorgesehen ist.