DE4108789A1 - Temperatursensor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor mit einem Fühlergehäuse, welches ein als Pille ausgebildetes, seinen elektrischen Widerstand temperaturabhängig verän­ derndes, elektronisches Bauteil mit zwei Anschlußdrähten aufnimmt.

Temperatursensoren müssen oftmals sehr rasch auf eine sich ändernde Temperatur ansprechen, damit Regelvorgänge rechtzeitig erfolgen können. Das ist beispielsweise bei einem Temperatursensor für den Luftstrom eines Turbola­ ders der Fall. Bisher hat man für solche Temperatursen­ soren ein von Kunststoff ummanteltes NTC-Element einge­ setzt, welches im Fühlergehäuse schwingungsfest gehalten wurde. Solche Temperatursensoren sprechen jedoch nicht immer rasch genug an, da ihr auf Temperatur ansprechen­ des Bauteil nicht unmittelbar dem Luftstrom ausgesetzt ist. Weiterhin wird für ein rasches Ansprechen zu viel Wärme vom Fühlergehäuse aufgenommen und abgeleitet. Eine zu einem rascheren Reagieren auf Temperaturänderungen führende Ausbildung scheiterte bislang an dem Erforder­ nis, daß solche Temperatursensoren oftmals relativ star­ ken Schwingungen standhalten müssen, beispielsweise dann, wenn sie in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tempera­ tursensor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er auf Temperaturänderungen möglichst rasch anspricht, dennoch aber ausreichend schwingungsunempfindlich ist, um im Kraftfahrzeug eingesetzt zu werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bauteil ohne von einer Isolationshülle umschlossen zu sein außenseitig auf der Stirnfläche des Fühlergehäu­ ses befestigt ist.

Durch diese Anordnung des auf Temperatur ansprechenden Bauteils auf der Stirnfläche des Fühlergehäuses ist es bei Einbau des Temperatursensors in beispielsweise einem Luftkanal dem Luftstrom unmittelbar ausgesetzt, so daß es rasch auf Temperaturänderungen zu reagieren vermag. Die Befestigung auf der Stirnfläche ermöglicht es, auch bei Auftreten stärkerer Erschütterungen das Bauteil zu­ verlässig auf dem Fühlergehäuse zu halten. Der Verzicht auf eine Isolationshülle für das elektronische Bauteil verkürzt die Ansprechzeit zusätzlich. Da das Bauteil frei auf der Stirnfläche sitzt und die Geometrie des Fühlergehäuses so gewählt ist, daß selbst bei ungünsti­ ger Anströmrichtung ein genügend großer Luftstrom zum gegenüber angeordneten Anschlußdraht hingeleitet wird, kann der Temperatursensor orientierungslos eingesetzt werden; die Anströmrichtung des zu messenden Mediums spielt keine Rolle.

Besonders fest und dadurch schwingungsunempfindlich ist das Bauteil auf der Stirnfläche des Sensorgehäuses ge­ halten, wenn es mit einem Ende in eine flache Einbuch­ tung der Stirnfläche eingesetzt ist.

Das Bauteil ist sehr dauerhaft und auf kostengünstige Weise gehalten, wenn es durch Kleben auf der Stirnfläche des Fühlergehäuses befestigt ist.

Die Anschlußdrähte sind ebenfalls dem zu messenden Me­ dium ausgesetzt, so daß sie das Meßergebnis möglichst wenig beeinflussen, wenn gemäß einer vorteilhaften Wei­ terbildung der Erfindung die Anschlußdrähte des Bauteils mit Abstand entlang der Außenseite des Fühlergehäuses bis zu ihrer jeweiligen Kontaktfahne verlaufen.

Ein Kurzschluß des elektronischen Bauteiles durch Be­ tauen der Stirnfläche des Sensorgehäuses mit dem Bauteil und den Anschlußdrähten kann ohne wesentliche Verminde­ rung der Ansprechzeit dadurch vermieden werden, daß die Anschlußdrähte des Bauteiles elektrisch isoliert sind. Die Isolation der Anschlußdrähte kann durch einen Isola­ tionsschlauch oder durch eine Isolierflüssigkeit (z. B. Fluorpolymer, Fluorinert) erfolgen.

Eine weitere Verbesserung der Ansprechzeit wird dadurch erreicht, daß die Anschlußdrähte im unmittelbaren Be­ reich des Bauteiles elektrisch isoliert sind, im übrigen jedoch blank bis zu den Kontaktfahnen verlaufen.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bauteil um eine NTC-Pille mit vorzugsweise schlecht wärmeleitenden An­ schlußdrähten.

Die Gefahr einer Beschädigung des Temperatursensors, ins­ besondere seines auf Temperatur ansprechenden Bauteils und seiner Anschlußdrähte, während des Transportes und beim Einbau kann mit geringem baulichen Mehraufwand da­ durch vermieden werden, daß vom Fühlergehäuse entlang der Anschlußdrähte ein u-förmiger Schutzbügel verläuft, welcher mit dem seine beiden Schenkel verbindenden Bügel­ abschnitt über das auf Temperatur ansprechende Bauteil greift. Natürlich könnte man statt eines Schutzbügels auch zwei oder mehrere vorsehen, also einen Schutzkäfig bilden.

Der Schutzbügel stört bei der Montage des auf Temperatur ansprechenden Bauteils nicht, wenn gemäß einer Weiter­ bildung der Erfindung in dem die beiden Schenkel verbin­ denden Bügelabschnitt ein den Querschnitt des auf Tempe­ ratur ansprechenden Bauteils übersteigender Durchlaß vor­ gesehen ist.

Der Temperatursensor hat eine besonders große Schwin­ gungsunempfindlichkeit, wenn die Schenkel des Schutz­ bügels jeweils zumindest einen quer verlaufenden, zum Ge­ häuse führenden Verstärkungssteg aufweisen, an welchem der jeweilige Anschlußdraht gehalten ist.

Die Anschlußdrähte können auf verschiedene Weise an den Verstärkungsstegen gehalten sein, beispielsweise durch jeweils eine Einbuchtung in jeweils einer Seitenkante der Verstärkungsstege. Besonders einfach und zuverlässig sind die Anschlußdrähte gehalten, wenn in jedem Verstär­ kungssteg zur Führung des jeweiligen Anschlußdrahtes ein Loch vorgesehen ist.

Falls der Temperatursensor wahlweise mit oder ohne Schutzbügel ausgestattet sein soll, dann ist es vorteil­ haft, wenn in Weiterbildung der Erfindung der Schutzbü­ gel ein separates, auf das Gehäuse aufgeklipstes Bauteil ist.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Temperatur­ sensor nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Aus­ führungsform eines Temperatursensors,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Temperatursensors nach Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte Temperatursensor hat ein Fühlergehäuse 1 aus einem elektrisch isolierenden und möglichst schlecht wärmeleitendem Kunststoff. In diesem Fühlergehäuse 1 sind zwei Kontaktfahnen 2, 3 angeordnet, welche mit ihrem in der Zeichnung gesehen unteren Ende aus dem Fühlergehäuse 1 austreten. Dort sind sie durch jeweils eine Lötstelle 4, 5 mit jeweils einem blanken Anschlußdraht 6, 7 eines auf Temperatur ansprechenden Bauteils 8, bei diesem Ausführungsbeispiel einer NTC- Pille, verbunden. Die Anschlußdrähte 6, 7 verlaufen mit geringem Abstand außenseitig entlang des Fühlergehäuses 1. Zwei Abstandshalter 9, 10; 9a, 10a dienen jeweils dazu, die Anschlußdrähte 6, 7 zu fixieren.

Das Bauteil 8 sitzt auf der Stirnfläche 11 des Fühlerge­ häuses 1 in einer dort vorgesehenen, flachen Einbuchtung 12 und ist dort durch eine Klebung gehalten. Um Kurz­ schlüsse durch Betauen auszuschließen, sind die Anschluß­ drähte 6, 7 vom Bauteil 8 an bis etwas hinter dem Ab­ standshalter 9, 9a mit einer Isolierung 13, 14 versehen.

Die Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 unterschei­ det sich von der zuvor beschriebenen dadurch, daß ein u-förmiger Schutzbügel 15 in Fortsetzung des Gehäuses mit seinen Schenkeln entlang der Anschlußdrähte 6, 7 verläuft. Dieser Schutzbügel 15 hat einen die Schenkel verbindenden Bügelabschnitt 16, der über das auf Tempe­ ratur ansprechende Bauteil 8 greift und einen Durchlaß 17 hat, durch den hindurch das Bauteil 8 mit seinen An­ schlußdrähten 6, 7 montiert werden kann.

Vom Schutzbügel 15 führen radiale Verstärkungsstege 18, 19; 18a, 19a zum Gehäuse 1. In diesen ist jeweils ein Loch 20 vorgesehen, durch welches der jeweilige An­ schlußdraht 6 geführt ist.

Die Seitenansicht gemäß Fig. 3 läßt erkennen, daß der Schutzbügel 15 relativ schmal ist. Er behindert im Ein­ bauzustand des Temperaturfühlers die Strömung nicht, wenn er quer zu ihr ausgerichtet wird. Das strömende Medium muß also in Fig. 3 von rechts nach links oder umgekehrt strömen.

Claims (13)

1. Temperatursensor mit einem Fühlergehäuse, welches ein als Pille ausgebildetes, seinen elektrischen Widerstand temperaturabhängig veränderndes, elektronisches Bauteil mit zwei Anschlußdrähten aufnimmt, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bauteil (8) ohne von einer Isolationshülle umschlossen zu sein außenseitig auf der Stirnfläche (11) des Fühlergehäuses (1) befestigt ist.

2. Temperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Bauteil (8) mit einem Ende in eine flache Einbuchtung (12) der Stirnfläche (11) eingesetzt ist.

3. Temperatursensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Bauteil (8) durch Kleben auf der Stirnfläche (11) des Fühlergehäuses (1) be­ festigt ist.

4. Temperatursensor nach zumindest einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß­ drähte (6, 7) des Bauteils (8) mit Abstand entlang der Außenseite des Fühlergehäuses (1) bis zu ihrer jeweili­ gen Kontaktfahne (2, 3) verlaufen.

5. Temperatursensor nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußdrähte (6, 7) des Bauteiles (8) elektrisch isoliert sind.

6. Temperatursensor nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußdrähte (6, 7) im unmittelbaren Bereich des Bauteiles (8) elektrisch isoliert, im übri­ gen jedoch blank bis zu ihren Kontaktfahnen (2, 3) ver­ laufen.

7. Temperatursensor nach zumindest einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (8) eine NTC-Pille ist.

8. Temperatursensor nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußdrähte aus schlecht wärme­ leitendem Material bestehen.

9. Temperatursensor nach zumindest einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vom Fühlerge­ häuse (1) entlang der Anschlußdrähte (6, 7) ein u-förmi­ ger Schutzbügel (15) verläuft, welcher mit dem seine bei­ den Schenkel verbindenden Bügelabschnitt (16) über das auf Temperatur ansprechende Bauteil (8) greift.

10. Temperatursensor nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem die beiden Schenkel verbindenden Bügelabschnitt (16) ein den Querschnitt des auf Tempe­ ratur ansprechenden Bauteils übersteigender Durchlaß (17) vorgesehen ist.

11. Temperatursensor nach den Ansprüchen 8 oder 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schenkel des Schutzbügels (15) jeweils zumindest einen quer verlaufenden, zum Ge­ häuse (1) führenden Verstärkungssteg (18, 19) aufweisen, an welchem der jeweilige Anschlußdraht (6, 7) gehalten ist.

12. Temperatursensor nach Anspruch 8 oder einem der die­ sem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Ver­ stärkungssteg (19, 20) zur Führung des jeweiligen An­ schlußdrahtes (6, 7) ein Loch (20) vorgesehen ist.

13. Temperatursensor nach Anspruch 8 oder einem der die­ sem folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzbü­ gel (15) ein separates, auf das Gehäuse (1) aufge­ klipstes Bauteil ist.