DE3843233A1 - Temperaturfuehler fuer einen luftstrom - Google Patents
Temperaturfuehler fuer einen luftstromInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Temperaturfühler für einen Luft
strom, insbesondere in elektronisch geregelten Heizungs- und/oder
Klimaanlagen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen, nach der Gattung des
Hauptanspruchs. Derartige Temperaturfühler in Kraftfahrzeug-Heiz-
oder -Klimageräten zur Bestimmung der erwärmten oder gekühlten Luft
erfassen bei herkömmlichen Anlagen die Lufttemperaturen nur punkt
weise und erlauben daher keine klare Aussage über den Wärmegehalt
der zugeführten Luft.
Der erfindungsgemäße Temperaturfühler mit den kennzeichnenden Merk
malen des Hauptanspruchs hat gegenüber bekannten Temperaturfühlern
den Vorteil, daß mit einfachen technischen Mitteln eine sichere und
zuverlässige Messung der gesamten zugeführten Luftmenge ermöglicht
wird. Hierbei wird nicht nur die unterschiedliche Temperatur an ver
schiedenen Stellen des Luftstromes erfaßt, sondern auch der maßgeb
liche gesamte Wärmeinhalt des Luftstromes durch die Berücksichtigung
der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten an verschiedenen
Orten innerhalb des Luftstromes.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor
teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Temperaturfühlers möglich. Als besonders vorteilhaft hat
es sich hierbei erwiesen, einen für die unterschiedlichen Strömungs
geschwindigkeiten repräsentativen Bereich innerhalb des Luftstromes
zu ermitteln, wobei dann der temperaturabhängige Widerstand vorzugs
weise bandförmig derart über den Querschnitt des Luftführungskanals
gelegt wird, daß einerseits eine einwandfreie Messung ermöglicht und
andererseits die Luftströmung möglichst wenig behindert und gestört
wird.
Hinsichtlich der speziellen Gestaltung des temperaturabhängigen Wi
derstandes hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn dieser so aus
gebildet wird, daß er im Bereich höherer Strömungsgeschwindigkeiten
größere Meßwerte liefert durch mäanderförmige oder ähnliche Gestal
tung mit kürzerer Schleifenlänge im Bereich höherer Strömungsge
schwindigkeit und umgekehrt. Hierdurch entsteht eine größere Meß
fläche und ein stärkeres Signal mit größerer Gewichtung im Bereich
der höheren Strömungsgeschwindigkeit, so daß ein integrierender Meß
wert gebildet wird, welcher den gesamten Wärmeinhalt des Luftstromes
erfaßt.
Bezüglich der Herstellung des Temperaturfühlers hat es sich als vor
teilhaft erwiesen, wenn der temperaturabhängige Widerstand als Dick
schichtwiderstand ausgebildet ist, welcher vorzugsweise in Sieb
drucktechnik auf ein Keramiksubstrat aufgebracht wird. Der tempera
turabhängige Widerstand ist dabei zweckmäßigerweise als NTC-Wider
stand ausgebildet, weil sich hierbei für die elektronische Regelung
günstige Verhältnisse ergeben. Der NTC-Fühler kann hochohmig
(ca. 10-50 kΩ) ausgebildet werden bei geringem Flächenbedarf, im Ge
gensatz beispielsweise zu Pt- oder Ni-Sensoren. Außerdem besitzt ein
NTC-Fühler eine sehr hohe Empfindlichkeit von 7000-12 000 ppm/°C im
Vergleich zu einem Pt-Sensor mit etwa 3800 ppm/°C oder einem Ni-Sen
sor mit 4400 ppm/°C.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Luftführungskanal mit
Temperaturfühler und Fig. 2 eine Draufsicht auf einen erfindungsge
mäßen Temperaturfühler.
In Fig. 1 ist mit 10 ein Kanal für die Luftströmung 11 einer elek
tronisch geregelten Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs
bezeichnet. Der Luftstrom 11 streicht über eine Halterung 12 für
einen temperaturabhängigen Widerstand 13, welcher über Steckan
schlüsse 14 kontaktierbar ist.
Die Luftströmung 11 ist nicht über dem gesamten Querschnitt des Ka
nals gleichmäßig, sondern sie unterscheidet sich an verschiedenen
Orten sowohl hinsichtlich der Temperatur als auch hinsichtlich der
Strömungsgeschwindigkeit. Hohe Strömungsgeschwindigkeiten sind bei
"A" mit langen Pfeilen, niedrigere Strömungsgeschwindigkeiten bei
"B" mit kürzeren Pfeilen gekennzeichnet. Der Anteil an Warmluft ist
durch schraffierte Flächen dargestellt im Gegensatz zu kälteren,
durch weiße Flächen gekennzeichnete Luftanteile.
In Fig. 2 sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile wie in Fig.
1 verwendet. Diese Abbildung zeigt, daß sich der temperaturabhängige
Widerstand 13 innerhalb seiner Halterung 12 in Längsrichtung über
den gesamten Querschnitt des etwa rechteckförmigen Kanals 10 er
streckt. Der über die Steckanschlüsse 14 und Leiterbahnen 15 kontak
tierte temperaturabhängige Widerstand 13 ist mäanderförmig ausgebil
det mit kürzerer Schleifenlänge im Bereich höherer Strömungsge
schwindigkeiten "A" und mit größeren Schleifenlängen im Bereich
niedrigerer Strömungsgeschwindigkeiten "B". Die Gesamtlänge des tem
peraturabhängigen Widerstandes ist mit "x" bezeichnet, die Breite
der Mäander mit "y". Während die Breite der Mäander über die gesamte
Längenausdehnung des temperaturabhängigen Widerstandes konstant ge
wählt ist, unterscheiden sich die einzelnen Längenabschnitt
"x 1"-"x 4" deutlich voneinander hinsichtlich ihrer Schleifenlänge
und somit hinsichtlich ihrer wirksamen Oberfläche, so daß im Bereich
der höheren Strömungsgeschwindigkeit "A" im Luftstrom eine größere
Widerstandsänderung auftritt und demzufolge ein größerer Meßwert ge
liefert wird. Durch die gewählte Anordnung und Gestaltung des tempe
raturabhängigen Widerstandes erhält man insgesamt eine Integration
über die verschiedenen Temperaturwerte unter Berücksichtigung der
Strömungsgeschwindigkeit und somit der transportierten Wärmemenge.
Der temperaturabhängige Widerstand 13 ist als Dickschicht-Widerstand
ausgebildet, welcher in Siebdrucktechnik auf das Keramiksubstrat 16
aufgebracht ist. Statt dessen wäre es ohne weiteres auch möglich,
die Widerstandspaste in einem anderen Verfahren, beispielsweise
durch Stempeldruck, aufzubringen oder anstelle eines aufgedruckten
Widerstandes eine aufkaschierte Widerstandsfolie zu verwenden. Auch
die mäanderförmige Gestaltung des temperaturabhängigen Widerstandes
ist nicht die einzig mögliche Konfiguration, es könnte beispiels
weise auch eine Gestaltung mit unterschiedlicher Breite und/oder un
terschiedlichem Querschnitt über dem repräsentativen Bereich für die
verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten gewählt werden. Bei Umkeh
rung der Gestaltungsgesichtspunkte könnte anstelle eines NTC-Wider
standes ein PTC-Widerstand eingesetzt werden.
Claims (9)
1. Temperaturfühler für einen Luftstrom, insbesondere in elektro
nisch geregelten Heizungs- und/oder Klimaanlagen, vorzugsweise von
Kraftfahrzeugen, wobei der Luftstrom in einem Kanal geführt ist, in
dem unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten der Luft an ver
schiedenen Orten des Kanalquerschnittes auftreten können, dadurch
gekennzeichnet, daß ein temperaturabhängiger Widerstand (13) in dem
Luftstrom (11) derart angeordnet ist, daß er als integrierender Füh
ler den Mittelwert der Lufttemperatur erfaßt.
2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
temperaturabhängige Widerstand (13) einen für die unterschiedliche
Strömungsgeschwindigkeit (A, B) im Luftstrom (11) repräsentativen
Bereich (x, y) im Luftkanal (10) einnimmt.
3. Temperaturfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
temperaturabhängige Widerstand (13) sich bandförmig über den Quer
schnitt des Luftströmungskanals (10) erstreckt.
4. Temperaturfühler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeit (A, B) im
Luftstrom (11) durch eine Gestaltung des temperaturabhängigen Wider
standes (13) Rechnung getragen ist, welche im Bereich höherer Stro
mungsgeschwindigkeit (A) einen größeren Meßwert liefert.
5. Temperaturfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
temperaturabhängige Widerstand (13) mäanderförmig oder dergleichen
mit kürzerer Schleifenlänge (x 1) im Bereich höherer Strömungsge
schwindigkeit (A) und umgekehrt ausgebildet ist.
6. Temperaturfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) als
Dickschicht-Widerstand ausgebildet ist.
7. Temperaturfühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
temperaturabhängige Widerstand (13) in Siebdrucktechnik hergestellt
ist.
8. Temperaturfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) als
Schicht auf einem Keramikplättchen (16) ausgebildet ist.
9. Temperaturfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) als
NTC-Widerstand ausgebildet ist.
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DE19883843233 DE3843233A1 (de) | 1988-12-22 | 1988-12-22 | Temperaturfuehler fuer einen luftstrom |
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