DE8125186U1

DE8125186U1 - Temperaturfühler

Info

Publication number: DE8125186U1
Application number: DE19818125186
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1985-09-19

Description

R. 7262

2U.8.I98I Vo/Wl

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Temperaturfühler

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Temperaturfühler mit einem elektrischen, vorzugsweise pillenförmig ausgebildeten Meßelement wie NTC-Widerstand nach der Gattung des Hauptanspruchs· Derartige Meßelemente sind handelsüblich, sie werden in einer erzwungenen oder nicht erzwungenen Luftströmung zu deren Temperaturmessung angeordnet. Es hat sich allerdings gezeigt, daß die Halterung dieser Meßelemente einige Schwierigkeiten bereiten kann. Ausreichende mechanische Stabilität bieten nur relativ dicke Drähte bzw. kurze Anbindungen von dünnen Drähten an Stege, Rippen oder Zungen des Gehäuses. Der Wärmeübergang an den Luftstrom läßt sich nicht variieren. Infolge unkontrollierten Wärmeübergangs können Verfälschungen des Meßergebnisses hervorgerufen werden.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Temperaturfühler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Wärmefluß vom und zum Meßelemeut zum und vom Gehäuse des Temperaturfühlers bzw. dem elektrischen Anschluß sicher unterbunden wird.

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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Temperaturfühlers möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die mäanderförmige Zuleitung mindestens eine Einschnürung aufweist, die eine zusätzliche Barriere für den Wärmefluß darstellt.

Zeichnung

/ Λ Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Temperaturfühlers, Figur 2, Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Temperaturfühlers in zwei Ansichten, Figur k ein Temperaturfühler gemäß Figur 2 und 3, eingebaut in ein erstes Ausführungsbeispiel eines Luftführungsgehäuses, Figur 5 und 6 den Temperaturfühler gemäß Figur 2 und 3 eingebaut in ein zweites Ausführungsbeispiel eines Luftführungsgehäuses.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

■' In einem rohrförmigen Luftkanal 1 einer Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs ist ein Temperaturfühler 2 angeordnet. Dsr Temperaturfühler besteht aus einem pillenförmig ausgebildeten Meßelement 3 - etwa einem handelsüblichen UTC-Widerstand -, das zwei Anschlußdrähte k, 5 aufweist. Die Anschlußdrähte k, 5 erstrecken sich auf der in Strömungsrichtung 6 gesehenen Rückseite vom Meßelement 3 weg; sie bilden gleichzeitig Halterung und Sensorflächen für die Temperaturmessung der durch den Luftkanal 6 streichenden Luft.

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Die An Schluß drahte U, 5 sind elektrisch und -wärmeleitend
mit Leiterbahnen verlötet, die auf einen Träger T aus einem
elektrisch nicht und in die Wärme zumindest schlecht leitenden Werkstoff aufgebracht sind. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel "besteht der Träger ¹J etwa
aus einer Fertinaxplatte, auf die aus Kupfer bestehende Leiterbahnen - etwa nach Art an sich bekannter Schaltplatinen kaschiert sind. Im Verbindungsbereich mit den - möglichst
kurz gehaltenen - Anschlußdrähten k, 5, ist jede Leiter-
\ bahn zu einer Sensorfläche 8 vergrößert. In der Sensorfläche
ist jeweils der Anschlußdraht k bzw. 5 in bekannter Art und
Weise in einer Bohrung mit einer möglichst kleinflächig
gehaltenen Lötung verbunden.

Die in Strömungsrichtung 6 gesehen im vorderen Bereich des ',

Trägers 7 jeweils angeordnete Sensorfläche 8 schließt sich j eine Zuleitung 9 an, die mäanderförmig ausgebildet ist und

sich zur Strömungsrichtung gesehenen hinteren Ende des Trä- _;'

gers T erstreckt. Jede der Zuleitungen 9 weist mindestens ;

eine Einschnürung 10 auf, die hier unmittelbar in der Nähe >

des Übergangs in die Sensorfläche 8 angeordnet ist. Jede :

f Zuleitung 9 weist an ihrem der Sensorfläche 8 abgewandten ;

Ende eine vergrößerte Kontaktfläche 11 auf. Jede Kontakt- ' fläche wiederum wird mit in der Zeichnung dargestellten
elektrischen Anschlüssen versehen.

I Der - wie Figur 1 zeigt - in Form einer rechteckigen Platine \

ausgestaltete Träger T weist auf jeder ihrer beiden Längs- f Seiten seitlich vorstehende dreieckförmige Stege 12 auf,

deren Hilfe der Träger zwischen den Wandungen des Luftkanals ^f

1 eingeklemmt ist. ;

Der Temperaturfühler arbeitet in an sich bekannter Art und
Weise: Das Meßelement 3, die Anschlußdrähte k, 5 und die

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Sensorflächen 8 nehmen die Temperatur der Temperaturfühlct¹ vorbeiströmenden Luft an. Eine Temperaturänderung bewirkt eine Widerstandsänderung des Temperaturfühlers; diese Widerstandsänderung wird als Meßsignal an den Kontaktflächen 11 abgegriffen und beispielsweise zur Regelung oder Steuerung einer Heiz- oder Klimaanlage des Kraftfahrzeugs verwendet. Trotz Verwendung der dünnen, beide relativ kurzen Anschlußdrähten k, 5 ergibt sich ein Temperaturfühler mit ausreichender mechanischer Stabilität, die besonders für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug notwendig ist. Über die Bestimmung der Größe der Sensorflächen 8 bietet sich eine Variationsmöglichkeit der temperatufühlenden Oberfläche zum Zweck des schnellen Ansprechens auch bei kleinen Luftgeschwindigkeiten im Luftkanal 1. Durch die mäanderförmige Ausgestaltung der Zuleitungen 9> insbesondere durch die Einschnürungen 10 wird die Zu- und Abfuhr von Wärme über die elektrischen Zuleitungen, die den Meßwert verfälschen könnten, verhindert. Dem gleichen Zweck dienen die dreieckförmig ausgestalteten Stege 12, die eine Zu- und Abfuhr von Wärme zum Träger auf die W.andung des Luftkanals 11 verhindern.

In den Figuren 2 und 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Meßelements beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel eines Temperaturfühlers 2*2 ist wiederum ein Meßelement 23, das dem des ersten Ausführungsbeispiel entspricht, über Anschlußdrähte 2k, 25 mit Leiterbahnen auf einem platinenförmigen Träger 27 durch Lötungen verbunden. Im Verbindungsbereich sind die beiden Leiterbahnen jeweils ?.u Sensorflächen 28 vergrößert, während die Zuleitungen 29 zu den Sensorflächen 28 ebenfalls mäanderförmig ausgebildet sind. Am Übergang jeder Zuleitung 29 ist wiederum jeweils eine Einschnürung 30 angeordnet. Das der Sensorfläche 28 gegenüberliegende Ende der Zuleitung 29 weist wieder eine ver-

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größerte Kontaktfläche 31 auf. An jeder der beiden Kontaktflächen 31 ist je ein Steckerstift 32 angelötet. Die Stekkerstifte 32 und das dem Meßelement 23 abgewandte Ende des plattenförmigen Trägers 27 sind in eine wenigstens zum Teil aus Kunststoff bestehenden Steckerkörper 33 eingeformt. Dabei ragen die Steckerstifte 32 auf der dem Meßelement 23 abgewandten Seite aus dem Steckerkörper 33 heraus.

Die Funktion dieses Temperaturfühlers ist vollkommen gleich *- ' wie die Funktion des ersten Ausführungsbeispiels. Allerdings ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Einbau des Temperaturfühlers in einen Luftkanal, der die zu messende Luft - oder ein anderes Medium - enthält, durch die Anordnung des Stekkerkörpers 33 wesentlich erleichtert. Dabei dient die zylindrische Außenfläche des Steckerkörpers 33 der mechanischen Halterung und die Steckerstifte der elektrischen Verbindung des Temperaturfühlers mit Anschlußleitungen.

In Figur k ist dargestellt, wie der in den Figuren 2 und 3 dargestellte Temperaturfühler, beispielsweise eingebaut werden kann. Der gesamte Temperaturfühler und damit der (' ) Träger 27 ist in einem hülsenförmigen Luftführungsteil 35 angeordnet, dessen eine stirnseitige Öffnung 36 als Strömungsblende ausgebildet ist. Dabei liegt das Meßelement in unmittelbarer Nähe der Blendenöffnung. Das Luftführungsteil 35 sitzt mit seiner anderen stirnseitigen Öffnung 37 auf dem Steckerkörper 33 auf. In der Nähe des Steckerkörpers 33 weist die Wandung des Luftführungsteils 35 zwei gegenüberliegende Querbohrungen 38 auf.

Die in Figur h dargestellte Baueinheit stellt einen Innenraumtemperaturfühler für ein Kraftfahrzeug dar. Er wird beispielsweise in eine Bohrung in eine Wandung der Kraft-

- 6 - R.

fahrzeuginnenraumverkleidung derart eingesetzt, daß der Flansch 39 an der Wandung kO (strichpunktiert angedeutet) anliegt. Infolge eines im Innenraum des Kraftfahrzeugs er-"^: zeugten geringen Überdrucks strömt die Luft durch die stirn-

, seitige, als Strömungsblende ausgebildete Öffnung 36» in

der sich das Meßelement 23 in das Luftführungsteil 35 { ein. Durch die blendenförmige Ausgestaltung der Öffnung

36 strömt die Luft intensiv am Meßelement 23 vorbei und i^: kann durch Querbohrungen 38 aus dem Luftführungsteil 35

j, ' austreten. Aus dem dem Luftführungsteil 35 abgewandten

Teil des Steckerkörpers 33 wird ein an sich bekannter An-

' schlußstecker für die Meßleitungen aufgesteckt.

In den Figuren 5 und 6 ist ein hülsenförmiges Luftführungsteil U 5 dargestellt, das in Form eines Rohrknies ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Anschlußdrähte 2h, 25 des Meßelements 23 derart abgebogen, daß das Meßelement in der stirnseitigen Öffnungen k6 des einen Schenkels

( 1*7 des Oberknies - ähnlich wie im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel - zu liegen kommt. Der andere Schenkel ^8

■ ist als Rohrstutzen ausgebildet, auf den ein Luftschlauch

^! (■ ) aufgeschoben werden kann. Der Luftkanal lj-9 im Innern des Schenkels 1+8 mündet in den ersten Schenkel k"J in der Nähe

' des Trägers 27 ein.

Der Träger 27 streckt sich im wesentlichen in Richtung des anderen Schenkels kQ des Rohrknies, ist allerdings - wie Figur 5 erkennen läßt - in einem Gehäusefortsatz 50 ausserhalb des Schenkels 1+8 angeordnet.

, Die Funktion dieses Ausführungsbeispiel ist sinngemäß die

gleiche wie beim vorher beschriebenen. Infolge einer erzwungenen Luftströmung, die durch den auf den Schenkel U8

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aufgeschobenen, einen Unterdruck "bereitstellenden Luftschlauch erzielt wird, strömt die Luft in Richtung kk am Meßelement 23 vorbei. Durch die besonders in Figur 6 erkenntliche Anordnung werden auch die Anschlußdrähte 2k, 25 sowie die Sensorflächen 28 intensiv von der Luft bestrichen. Über den Luftkanal k-9 kann die Luft das Luftführungsteil h5 wieder verlassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird auf den Steckerkörper 33 ein Anschlußstecker zur Ableitung der elektrischen Meßwerte aufgeschoben.

Natürlich können bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Temperaturfühler 2, 22 auch die Zuleitungen 9, 29, 10, zum Teil mit dem Werkstoff des Trägers 7, 27 abgedeckt, vorzugsweise in den Träger eingeformt sein. Hierdurch
werden die Zuleitungen sowohl thermisch wie auch elektrisch noch besser vom zu messenden Medium isoliert.

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Claims

* · If «f p * · η. 7262 21)·.8.1981 Vo/Wl ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1 Ansprüche

1. Temperaturfühler mit einem elektrischen, vorzugsweise pillenförmig ausgebildeten Meßelement wie NTC-Widerstand, insbesondere zur Temperaturmessung in einem Luftkanal einer Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, dessen Anschlußdrähte zugleich als dessen Halterung und Sensorfläche dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (k, 5, 2k, 25) elektrisch und wärmeleitend mit Leiterbahnen (8, 9, 28, 29) verbunden, insbesondere verlötet, sind, die auf einem Träger (7, 27) aus einem elektrisch nicht und die Wärme zumindest schlecht leitendem Werkstoff aufgebracht sind, wobei die Leiterbahn im Verbindungsbereich zu einer Sensorfläche (8, 28) vergrößert ist, während die Zuleitung (9, 29) zur Sensorfläche (8, 28) mäanderförmig ausgebildet ist.

2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mäanderförmige Zuleitung (9, 29) mindestens eine Einschnürung (10, 30) aufweist.

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3. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

{ zeichnet, daß die Zuleitung (9, 29, 10, 30) zürn Teil mit

: dem Werkstoff des Trägers (T, 27) abgedeckt, vorzugsweise in den Träger eingeformt ist.

' k. Temperaturfühler nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch

1 , "\ gekennzeichnet, daß der Träger (7> 27) die Form einer '■i länglichen, vorzugsweise rechteckigen Platine hat.

5. Temperaturfühler nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils für sich Mäanderform aufweisende Leiterbahnen (9, 29) auf einem Träger (7, 27) nebeneinanderliegend angeordnet sind.

6. Träger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ; gekennzeichnet, daß das Meßelement (3, 23) vor einer schmalen Seite des rechteckigen Trägers (7, 27) angeordnet ist.

7. Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (9, 29) an ihrem der Sensorfläche (8, 28) gegenüberliegenden Ende eine vergrößerte Kontaktfläche (11, 31) aufweist.

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8. Träger nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (27) an den Kontaktflächen (31) mit vorzugsweise in einem Steckerkörper (33) angeordneten oder eingeformten Steckerstiften (32) verbunden, insbesondere verlötet ist.

9· Temperaturfühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß der Träger (27) wenigstens zum Teil in den aus Kunststoff "bestehenden Steckerkörper (33) eingeformt ist

10. Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (7) zwischen den Wandungen des Luftkanals (1), insbesondere über seitlieh vorstehende, dreieckförmige Stege (12) eingeklemmt ist.

11. Träger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (27) in einem hülsenförmigen Luftführungsteil (35), dessen eine stirnseitige Öffnung (36) als Strömungsblende ausgebildet ist, derart angeordnet ist, daß das Meßelement (23) in oder in unmittelbarer Nähe der Blendenöffnung liegt.

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12. Temperaturfühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftführungsteil (35) mit der anderen stirnseitigen Öffnung (37) im wesentlichen gleichachsig auf dem Steckerkörper (33) aufsitzt und daß in der Nähe des Steckerkörpers (33) mindestens eine Querbohrung (38) in der Wandung des Luftführungsteils (35) angeordnet ist=

13· Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige Luftführungsteil (1+ 5) in Form eines Rohrknies ausgebildet ist, das die Anschlußdrähte des Meßelements (23) derart abgebogen sind, daß das Meßelement (23) in einem Schenkel (^T) des Rohrknies, vorzugsweise im oder in unmittelbarer Nähe seiner stirnseitigen Öffnung (^6) liegt, während der Träger (27) sich im wesentlichen in Richtung des ande-J ren Schenkels (U8) erstreckend in einem Gehäusefortsatz (50) angeordnet ist.