DE69824946T2

DE69824946T2 - Befestigung eines Sensors

Info

Publication number: DE69824946T2
Application number: DE69824946T
Authority: DE
Inventors: Jacques Edel; Michele Bernini
Original assignee: FINBER SpA; FINBER SpA SCARZARA
Current assignee: FINBER SpA; FINBER SpA SCARZARA
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2018-12-04
Also published as: DE29803388U1; DE69824946D1; EP0938989A2; EP0938989B1; ES2223103T3; EP0938989A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sensorbefestigung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In den heutzutage hochentwickelten Fahrzeug-Klimaanlagensystemen werden verschiedene durch das Kältemittel betätigte Sensoren verwendet, deren Signale beispielsweise zum Steuern und/oder Überwachen des Klimaanlagensystems dienen. Wie dies üblicherweise der Fall in kompakten wie auch in großdimensionierten Fahrzeugen ist, wird im Motorraum bereits viel Raum beansprucht, so dass jegliche Einsparung beim Einbauraum für Elemente des Klimaanlagensystems für die Automobilhersteller von besonderer Bedeutung ist. Von gleicher Bedeutung sind auch mögliche Einsparungen beim Gewicht oder eine Verminderung von Herstellungsschritten.
Üblicherweise (4) sind Sensoren für Klimaanlagensysteme mit einem Fußteil ausgebildet, der aus Metall hergestellt ist und die Reaktionskomponente des Sensors aufnimmt und auch zum Festlegen des Sensors an seiner Operationsstelle dient. Die in den Fußteil inkorporierte Reaktionskomponente ist positioniert und abgedichtet, z.B. durch Bördeln. Der Fußteil ist mit Manipuliermitteln geformt, z.B. mit einem Sechskantteil und mit einem Befestigungselement, z.B. einem mit einem Gewinde versehenen Vorsprung, mit welchem der Sensor in der Verrohrungs- oder Containerkomponente fixiert ist, wie dies beispielsweise in DE 43 19 293A gezeigt ist. Der Fußteil vergrößert jedoch in unerwünschter Weise den erforderlichen Einbauraum für den Sensor und ist häufig auch schwerer als die Reaktionskomponente selbst. Ferner konstituiert der Fußteil einen wichtigen Faktor in den Herstellungskosten des Sensors. Als Folge der Gewindeverbindung ist keine vorbestimmte operative Drehposition des Sensors möglich, wie es erforderlich wäre an automatisierten Montagelinien, falls Anschlusskabel an den Sensorkontakten anzuschließen sind.
US-A-4,217,765 offenbart einen Füllstandssensor, der direkt in die Gehäusewand eines Akkumulators eines Wärmetauschers eingesetzt ist.
Der Sensor in FR-A-27 23 202, 14, ist für eine Sensorbefestigung vorfabriziert, in welcher das äußere Gehäuse der Reaktionskomponente ohne separaten Fußteil direkt festgelegt ist. Das Gehäuse ist an seinem unteren Ende mit einer Befestigungsstruktur ausgebildet. Die Befestigungsstruktur wird gebildet von vier in Umfangsrichtung verteilten, getrennten axialen Armen mit nach außen vorstehenden Haken an den freien Armenden, die zum Herstellen einer geklipsten Befestigung dienen.
In DE-A-43 19 293 sind zwei Sensoren in einem Kondensator eines Klimaanlagensystems gezeigt. Einer der Sensoren ist ein Druckaufnehmer oder ein Druckschalter, der mit einem mit Gewinde versehenen Vorsprung seines Fußteils in eine Gewindebohrung eines Verschlussdeckels eines Sammelkanals eines Kondensators eingeschraubt ist, wobei der Verschlussdeckel einen Kanal für das Kältemittel oder die Druckübertragung aufweist. Der andere der Sensoren ist ein Füllstandssensor, dessen Sonde in einem Fußteil aufgenommen ist, der den Bodenbereich des Kondensators durchsetzt und in den Sammelkanal reicht, und der mittels seines Außengewindes festgelegt ist, das in eine Gewindebohrung des Bodenbereichs eingreift.
Es ist eine Aufgabe für die vorliegende Erfindung, eine einfache Sensorbefestigung zu schaffen, die es gestattet, den Einbauraum und Gewicht zu reduzieren, die Herstellungskosten für den Sensor zu vermindern, und den Sensor in einer vorbestimmten operativen Drehposition zu monierten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Da die Reaktionskomponente des Sensors in der Verrohrungs- oder Behälterkomponente direkt festgelegt ist, d.h., ohne einen die Reaktionskomponente aufnehmenden Fußteil, lassen sich Einbauraum und Gewicht einsparen und ist die Herstellung des Sensors vereinfacht und kostengünstiger. Es ist notwendig, das äußere Gehäuse der Reaktionskomponente für die direkte Festlegung in der Haltefassung, z.B. der Verrohrungs- oder Behälterkomponente strukturell vorzubereiten. Eine vorbestimmte operative Drehposition kann ebenfalls realisiert sein. Die Haltefassung ist vor ausgebildet für die direkte Festlegung nur der Reaktionskomponente. In der Haltefassung ist die Verbindungssektion der Reaktionskomponente so festgelegt, dass das Kältemittel die Reaktionskompo nente in der Haltefassung betätigen oder kontaktieren kann. Optional ist zwischen der Reaktionskomponente und der Haltefassung ein Dichtelement eingesetzt. Da die Reaktionskomponente in einer vorbestimmten Drehposition fixiert ist, sind die Sensorkontakte bereits für eine einfache Verbindung mit einem Kabelkonnektor orientiert.
Durch die Bördelverbindung werden der notwendige Halteeffekt und auch ein Dichteffekt nur durch das Bördeln des Bördelrandes oder der diskreten Bördelvorsprünge erreicht, und dadurch eine formschlüssige und kraftvolle Halterung. Eine zusätzliche verklebte oder verschweißte Verbindung kann die Reaktionskomponente sehr zuverlässig und hermetisch abgedichtet und dauerhaft haltbar festlegen.
Der Sensor kann ein einstufiger oder mehrstufiger Druckschalter oder eine Druckmessvorrichtung, ein Thermostat oder eine Temperaturmessvorrichtung, eine Füllstandsmessvorrichtung oder Schaltvorrichtung, eine Stromratenmessvorrichtung oder -Registriervorrichtung, oder ein Kombinationssensor sein, der beispielsweise mehr als einen Druckschalter oder eine Messvorrichtung oder eine Temperaturschalt- oder Messvorrichtung enthält.
Der Bördelrand der Haltefassung greift über die stützende Schulter der Verbindungssektion, so dass die Verbindungssektion formschlüssig und kraftvoll in der Haltefassung fixiert ist. Zusätzliche Positionierungsmittel könnten vorgesehen sein, um eine vorbestimmte Drehposition sicherzustellen.
Optional ist in der Haltefassung eine ringförmige Nut zum Einsetzen eines Dichtungsrings geformt, oder ist der Dichtungsring alternativ an der äußeren Peripherie der Verbindungssektion der Sektionskomponente angeordnet.
Ausführungsformen der Erfindung, wie auch eine schematische, Stand der Technik repräsentierende Ansicht, werden mit Hilfe der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Sensorbefestigung,
2 die Sensorbefestigung von 1 vor dem Zusammenbau, entsprechend der vorliegenden Erfindung,
3 ein vergrößerter Querschnitt der Haltefassung der Sensorbefestigung, und
4 eine Querschnittsansicht einer konventionellen Sensorbefestigung.
Eine Sensorbefestigung B verdeutlicht als Beispiel in den 1 und 2, wie z.B. ein auf den Druck des Kältemittels ansprechender Druckschalter in einem Klimaanlagensystem (nicht gezeigt) an einem Behälter 1 befestigt ist. Dieser Druckschalter ist allgemein ein Sensor S, der in diesem Fall, nur aus einer Reaktionskomponente R besteht, die in der Sensorbefestigung B an einer Verrohrungs- oder Behälterkomponente K festgelegt ist, die das Kältemittel enthält. Die Komponente K ist, z.B. in ihrer Oberseite oder in einem dort vorgesehenen Deckel, mit einer Haltefassung F versehen, in welche die Reaktionskomponente R mit einer Verbindungssektion 5 eingreift. Die Verbindungssektion 5 ist der Endteil eines, z.B. runden Kragenteils 4 unterhalb eines oberen Teils 3 eines äußeren Gehäuses H der Reaktionskomponente R, und ist, z.B. aus Kunststoffmaterial hergestellt. Die Verbindungssektion 5 ist in Relation zum Kragenteil 4 verdickt und mit einer stützenden Schulter 6 ausgebildet. Ein einwärts verlagerter Bördelrand 7 der Haltefassung F greift über die Schulter 6. Die Reaktionskomponente R kann in Relation zu der Haltefassung F in einer vorbestimmten operativen Drehposition fixiert sein. Unterhalb der Reaktionskomponente R ist ein Dichtungselement D eingesetzt. Ein Kanal 2 für das Kältemittel endet innerhalb des Dichtungselementes D, derart, dass die untere Seite der Verbindungssektion 5 innerhalb der Haltefassung F in direktem Kontakt mit dem Kältemittel ist.
In 2 werden die Teile vor dem Zusammenbau der Sensorbefestigung B gezeigt. Die Haltefassung F in der Komponente K ist eine Blindbohrungsvertiefung 11, die einen geringfügig größeren Durchmesser hat als die Verbindungssektion 5 der Reaktionskomponente R. Diese Vertiefung 11 kann durch Bohren oder Drehen hergestellt sein. In dem Grund 12 der Vertiefung 11 ist eine kreisförmige, nach oben offene Nut 10 für das Dichtungselement D geformt. Der Kanal 12 endet im Wesentlichen im Zentrum der Haltefas sung F. Der Bördelrand 7 kann in Umfangsrichtung kontinuierlich sein und steht über die Oberseite der Komponente K vor. Alternativ können anstelle eines kontinuierlichen Bördelrandes separate Bördelvorsprünge 7' vorgesehen sein.
Vor dem Einsetzen der Reaktionskomponente R in die Haltefassung F wird in die Nut 10 ein das Dichtungselement D bildender O-Ring eingesetzt. Wenn dann die Verbindungssektion 5 der Reaktionskomponente R in die Haltefassung eingesetzt ist, wird der aufrechtstehende Bördelrand 7 mittels eines passenden Werkzeugs (nicht gezeigt) einwärts gebördelt. Die Reaktionskomponente R kann, wie üblich, zumindest ein Fühlglied G enthalten, das frei exponiert ist an einer Position an der unteren Seite der Verbindungssektion 5, um mit dem Kältemittel in Kontakt zu kommen. Alternativ kann das Fühlglied G durch eine Membrane 8 abgedeckt sein, die bei der gezeigten Ausführungsform mittels eines Ringflansches 9 an die Verbindungssektion 5 geklemmt ist.
In den 1 und 2 ist die Reaktionskomponente R direkt an der Oberseite des Behälters festgelegt, z.B. einem Trockner- oder Akkumulator-Behälter eines Klimaanlagensystems. Alternativ könnte ein solcher Behälter mit einem separaten Deckel- oder Bodenteil ausgestattet sein, der dann die wenigstens eine Haltefassung F enthält. Dieser Deckel- oder Bodenteil kann in konventioneller Weise an dem Behälter befestigt sein. Weiterhin könnte die Komponente K auch ein sogenanntes Verbindungsfitting sein, das an der Oberseite eines Kältemittelbehälters oder einer Verrohrung jeweils festlegbar ist und demzufolge als ein Träger für die Reaktionskomponente R dient. Die Komponente K könnte anderenfalls ein Gehäuseteil oder ein Verschlussdeckel eines Kondensators, eine Trockner-Patrone oder ein Trockner-Patronen-Einsatz, oder ein Kompressorgehäuse, oder ein Verschlussdeckel sein. Die Komponente K kann aus Metall hergestellt sein, vorzugsweise aus Leichtmetall, und kann scheibenförmig sein.
In 3 wird in vergrößertem Maßstab eine modifizierte Haltefassung gezeigt. Diese ist geformt durch Drehen, Bohren, Fräsen oder Pressen mit einer Abmessung, welche das Einsetzen der Verbindungssektion 5 der Reaktionskomponente R mit einem radialen Spiel ermöglicht vor dem gewaltsamen Bördeln des Randes 7 nach innen, um die durch das Dichtungselement D abgedichtete Reaktionskomponente R zu positionieren und zu halten. Hier ist das Dichtungselement zwischen der Wand der Vertiefung 11 positioniert und radial komprimiert.
Im Vergleich mit einer konventionellen Befestigung, die einen Fußteil verwendet, reduziert die gezeigte Sensorbefestigung B, bei der die Verbindungssektion 5 direkt in der Haltefassung F festgelegt ist, die Montiertiefe signifikant, wie auch den Einbauraum, der üblicherweise in Durchmesserrichtung beansprucht wird, im Vergleich mit dem relativ unförmigen, bekannten Fußteil (siehe 4).
4 repräsentiert eine konventionelle Sensorbefestigung. Der Sensor S ist mit einem Fußteil 20 versehen, der eine sechseckige Sektion 21 und einen mit Gewinde versehenen Vorsprung 18 besitzt. Der Fußteil 20 ist normalerweise aus Metall hergestellt. Die Reaktionskomponente R des Sensors ist in dem Fußteil 20 positioniert und festgelegt, z.B. durch Vergießen oder Bördeln bei 15. Durch den mit Gewinde versehenen Vorsprung 18 erstreckt sich der Kanal 19 bis zu der Reaktionskomponente R. Der Einsatz muss mit der Reaktionskomponente R vorfabriziert werden. Unterhalb des Fußteils 20 ist ein O-Ring 22 vorgesehen. Im Inneren des Fußteils 20 ist ein zusätzliches Dichtungselement O erforderlicht. Die Komponente muss eine Gewindebohrung 23 und einen Zufuhrkanal 24 haben. Der Fußteil 20 beansprucht beträchtliche Montierhöhe und auch relativ weiten Raum seitlich der Gewindebohrung 23. Zusätzlich ist das beträchtliche Gewicht des Fußteils 20 unerwünscht. Im Inneren des Fußteils 20 ist ein weiteres Dichtungselement erforderlich.

Claims

Sensorbefestigung für ein Fahrzeug-Klimaanlagensystem, mit einer Haltefassung (F) einer Verrohrungskomponente oder einer Behälterkomponente (K), und einem Sensor (F) mit einem Fühlglied (G) und wenigstens einer signalgenerierenden Reaktionskomponente (R), die anspricht auf Druck und/oder Temperatur und/oder die Anwesenheit oder Abwesenheit und/oder den Strom und/oder das vorhandene Niveau eines Kältemittels, wobei die Reaktionskomponente (R) ein das Fühlglied (G) aufnehmendes äußeres Gehäuse (H) hat, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Gehäuse (H) einen oberen Teil (3) und einen Kragenteil (4) umfasst; der sich von dem oberen Teil (3) nach unten erstreckt, dass der Kragenteil (4) einen unteren Endteil besitzt, der eine Verbindungssektion (5) des Sensors (S) definiert, dass die Verbindungssektion (5) in Relation zu dem Kragenteil (4) verdickt und mit einer abstützenden Schulter (6) ausgebildet ist, dass die Verbindungssektion (5) in die Haltefassung (F) eingesetzt ist, und dass die Haltefassung (F) einen in Umfangsrichtung kontinuierlichen Bördelrand (7) oder in Umfangsrichtung separierte Bördelvorsprünge (7) aufweist, respektive, welcher bzw. welche einwärts verlagert sind, um über die Abstützschulter (6) zu greifen und den Sensor (S) in der operativen Position in der Haltefassung (F) zu halten.
Sensorbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskomponente (R) in der Haltefassung (F) in einer vorbestimmten Dreh-Operationsposition fixiert ist.
Sensorbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltefassung (F) eine Blindbohrungsvertiefung (11) ist, die mit einem Kanal (2) für das Kältemittel verbunden ist.
Sensorbefestigung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Grund (12) der Blindbohrungsvertiefung (11) eine ringförmige Nut (10) zum Aufnehmen eines Dichtungselements (D), z.B. eines O-Rings, geformt ist.
Sensorbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer äußeren Peripherie der Verbindungssektion (5) und einer Innenwand der Blindbohrungsvertiefung (11') ein radial komprimierter O-Ring angeordnet ist.
Sensorbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fühlglied (G) an der unteren freien Seite der Verbindungssektion (5) des äußeren Gehäuses (H) durch eine Membrane (8) abgedeckt ist, die durch einen Ringflansch (9) an die Verbindungssektion (5) geklemmt ist.
Sensorbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionskomponente (R) mit ihrem Fühlglied (G) einen Einstufen- oder Mehrstufen-Druckschalter oder eine Messvorrichtung, oder eine thermostatische oder Temperaturmessvorrichtung, oder eine Füllstandsmessvorrichtung oder einen Füllstandsschalter, oder eine Strommessvorrichtung oder Stromregistriervorrichtung, oder einen Sensor zum Registrieren des Vorhandenseins oder der Abwesenheit eines Kältemittels, oder eine kombinierte schaltende und/oder messende und/oder detektierende Vorrichtung definiert.
Sensorbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltefassung (F) in einem Trocknerbehälter oder einem Akkumulatorbehälter (1 ), oder einem Behälterdeckel oder einem Behälterboden (13), oder einem Kondensatorverschlussdeckel oder einem Verdampferverschlussdeckel, oder einem Trockner-Patronen-Bodeneinsatz oder einem Trockner-Patronen-Verschlussdeckeleinsatz, oder einem Connectorfitting einer Kühlverrohrung vorgesehen ist.