EP1342963A1 - Temperaturfühleranordnung, insbesondere für eine Wärmetauscheranordnung eines Fahrzeugheizgerätes - Google Patents

Temperaturfühleranordnung, insbesondere für eine Wärmetauscheranordnung eines Fahrzeugheizgerätes Download PDF

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EP1342963A1
EP1342963A1 EP02027446A EP02027446A EP1342963A1 EP 1342963 A1 EP1342963 A1 EP 1342963A1 EP 02027446 A EP02027446 A EP 02027446A EP 02027446 A EP02027446 A EP 02027446A EP 1342963 A1 EP1342963 A1 EP 1342963A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature sensor
housing
section
arrangement
heat transfer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02027446A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Humburg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eberspaecher Climate Control Systems GmbH and Co KG
Original Assignee
J Eberspaecher GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Family has litigation
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Application filed by J Eberspaecher GmbH and Co KG filed Critical J Eberspaecher GmbH and Co KG
Publication of EP1342963A1 publication Critical patent/EP1342963A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/26—Details
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/14—Vehicle heating, the heat being derived otherwise than from the propulsion plant

Definitions

  • the present invention relates to a temperature sensor arrangement, in particular for a heat exchanger arrangement of a vehicle heating device, comprising a temperature sensor housing with an attachment section for attachment to a support structure and a temperature sensor receiving section extending in an extension direction away from the attachment section, the temperature sensor receiving section of the temperature sensor housing offset at least two in relation to one another horizontal temperature sensor receiving areas.
  • DE 44 46 829 A1 discloses a temperature sensor arrangement to be used in a vehicle heater or its heat exchanger arrangement and constructed in the manner of a so-called combination sensor.
  • This comprises a temperature sensor housing which can be inserted with an attachment section into an outer housing of the heat exchanger arrangement.
  • a temperature sensor receiving section extends from this attachment section, wherein this temperature sensor receiving section is stepped, so that different areas are formed in which temperature sensors are staggered or staggered in the temperature sensor housing in the direction of extension of this temperature sensor receiving section.
  • the two temperature sensors present in this known arrangement lie next to one another transversely to the direction of extension of the temperature sensor receiving section, and in a corresponding manner the temperature sensor housing is provided with two lying next to each other and in the Extension direction formed differently extending sections.
  • the provision of different temperature sensor receiving areas in the temperature sensor housing has the purpose of detecting the temperatures of different system areas by means of the correspondingly differently positioned temperature sensors. While an attempt is made to use the temperature sensor further away from the mounting section to detect a temperature directly on that housing part of the heat exchanger arrangement which is heated on the inside by the combustion that is taking place and the exhaust gases generated thereby, the one located further away from this inner housing part of the heat exchanger arrangement serves , ie set back temperature sensors to detect the temperature of the fluid flowing through the heat exchanger assembly, generally water.
  • a temperature sensor arrangement in particular for a heat exchanger arrangement of a vehicle heater, comprising a temperature sensor housing with an attachment section for attachment to a support structure and a temperature sensor receiving section extending in an extension direction away from the attachment section, the temperature sensor receiving section of the temperature sensor housing forms temperature sensor receiving areas offset from one another in the direction of extension.
  • thermosensor receiving areas on an outside of the temperature sensor housing a heat transfer protrusion arrangement is provided.
  • the detection result is significantly improved in that an improved heat transfer contact is generated with a medium located on the outside of the temperature sensor housing. Temperature changes in this medium can thus be detected much faster thanks to the improved heat transfer.
  • the improved interaction with the medium surrounding the temperature sensor housing in a certain area reduces the risk of influencing the detection result of a temperature sensor caused by media or temperatures present in other areas.
  • the heat transfer projection arrangement is provided in a temperature sensor receiving area of the temperature sensor housing that is closer to the attachment section.
  • the heat transfer projection arrangement be designed to run all around the temperature sensor housing with respect to a housing axis lying in the direction of extension. An arrangement in which the heat transfer projection arrangement is essentially completely circumferential is then particularly advantageous.
  • the temperature sensor housing can be used in the temperature sensor arrangement according to the invention be essentially symmetrical with respect to a housing axis lying in the direction of extension.
  • This shape enables, for example, the manufacture of the temperature sensor housing by turning from a raw material body, for example a metal blank.
  • the temperature sensor housing has at least two housing sections of different dimensions coaxial to one another in the direction of extension in relation to a housing axis, with a housing section further away from the mounting section having a smaller dimension than a closer one housing section lying on the attachment section, and each housing section has at least one temperature sensor receiving region. It is then possible for the heat transfer projection arrangement to be formed in a transition region between two housing sections and for the heat transfer projection arrangement to be designed as a radial extension of a connecting section connecting the two housing sections.
  • the present invention relates to a heat exchanger arrangement for a vehicle heating device, comprising two housing parts enclosing a fluid flow space between them, one of the housing parts forming a support structure for a temperature sensor arrangement according to the invention and the temperature sensor housing with its temperature sensor receiving section extending into the flow space area and onto the other of the housing parts to extends.
  • the temperature sensor housing touches the other of the housing parts of the heat exchanger arrangement in the region of a temperature sensor receiving region that is furthest in the direction of extension from the attachment section.
  • a heating device which can be used, for example, as an auxiliary heater or auxiliary heater in a vehicle is generally designated 10.
  • the heating device 10 comprises a heating burner area 12, in which, for example, fuel is introduced into a combustion chamber 16 via an atomizing nozzle 14 and is burned with the combustion air likewise introduced.
  • the combustion exhaust gases move with the flames along a flame tube 18 and are deflected at the open end thereof by an inner housing part 20 of a heat exchanger arrangement, generally designated 22.
  • An outer housing part 24 of the heat exchanger arrangement 22 encloses with the inner housing part 22 a fluid flow space 26, into which, as indicated by an arrow P 1 , a fluid to be heated, for example water, is introduced, which, as indicated by an arrow P 2 , then heated again is withdrawn from the fluid flow space 26.
  • a fluid to be heated for example water
  • a temperature sensor arrangement is provided in the vehicle heater 10, the construction of which is described in detail below with reference to FIG. 2.
  • An opening 30 is formed in the outer of the two housing parts 20, 24 of the heat exchanger arrangement 22 which are essentially pot-shaped and inserted into one another and into which the temperature sensor arrangement 28 is inserted.
  • the housing part 24 thus forms a support structure for the temperature sensor arrangement 28.
  • the temperature sensor arrangement 28 comprises a temperature sensor housing 32 with an attachment section 34 carried on the housing part 24.
  • a circumferential groove 38 is formed on an outer circumferential surface 36 of this attachment section 34, into which a 0-ring-like sealing element 40 is inserted to establish a fluid-tight seal between the temperature sensor housing 32 and the housing part 24.
  • the temperature sensor housing 32 then has a temperature sensor receiving section 42 on the attachment section 34 thereof. This extends in the direction of a housing axis L away from the attachment section 34 and into the fluid flow space 26 in the assembly state shown. Both the mounting section 34 and the temperature sensor receiving section 42 described in more detail below are symmetrical with respect to the housing axis L lying in the direction of extension of the temperature sensor receiving section 42, ie essentially rotationally symmetrical in the example shown. This allows the temperature sensor housing 32 to be easily manufactured by turning from a material blank, for example a metal blank.
  • the temperature sensor receiving section 42 of the temperature sensor housing 32 essentially has two housing sections 44, 46 which follow one another in the direction of the housing axis L.
  • the two housing sections 44, 46 have different radial dimensions with respect to the housing axis L, the housing section 46 which is further away from the mounting section 34 having a smaller radial dimension than the housing section 44 which is closer to the mounting section 34 and, in the example shown, even adjoins the latter
  • Connecting section 48 forms a step-like connection between these two housing sections 44, 46.
  • the two housing sections 44, 46 are hollow by turning or boring and form respective temperature sensor receiving areas 50, 52.
  • a temperature sensor 54 and 56 is provided in each of these temperature sensor receiving areas 50, 52.
  • the temperature sensor receiving area accommodating the temperature sensor 54 is formed in the housing section 44 in the transition area to the housing section 46.
  • the temperature sensor receiving area 52 for the temperature sensor 56 lies in the axial end area of the housing section 46.
  • the temperature sensor housing 32 in the region of an end wall 58 of the Housing section 46 ie also in the area of the temperature sensor receiving area 52 for the temperature sensor 56, touches the inner housing part 20 of the heat exchanger arrangement 22, while the temperature sensor receiving area 50, in which the temperature sensor 54 is positioned, approximately centrally between the two housing parts 20, 24 of the heat exchanger arrangement 22 lies.
  • the two temperature sensors 54, 56, the connecting lines 60, 62 of which are also passed through a closure element 64 that closes the interior 66 of the temperature sensor housing 32, are thus essentially able to detect different temperatures or the temperatures in different areas.
  • the temperature sensor 56 positioned very close to the housing part 20 will essentially detect a temperature which corresponds to the temperature of the housing part 20, which temperature in turn is strongly influenced by the temperature present in the interior of the housing part 20 and is thus strongly dependent on the temperature running in the burner area 12 Combustion.
  • the temperature sensor 54 positioned further away from the housing part 20 will essentially detect a temperature which has the fluid flowing through the space area 26 and flowing around the temperature sensor housing 32 in the area of the temperature sensor receiving area 50.
  • a heat transfer projection arrangement is provided on the temperature sensor housing 32 in association with the temperature sensor receiving area 50 or the temperature sensor 54 positioned therein.
  • this comprises a heat transfer rib 70 which runs around the temperature sensor housing 32 in the manner of a ring and is essentially designed as a radial extension of the connecting section 48 is.
  • this heat transfer fin can also be produced in a simple manner during the manufacturing process of the temperature sensor housing 32 without having to carry out additional machining processes or having to provide additional components serving for heat transfer.
  • the surface provided for thermal influencing is significantly increased in this area of the temperature sensor housing 32.
  • the temperature sensor 54 is able to detect temperature changes of the fluid flowing around the temperature sensor housing significantly more quickly.
  • the thermal influence on the temperature sensor 54 is reduced, for example by heat conduction via the housing section 46.
  • the temperature sensor 54 essentially detects the temperature of the fluid flowing around the temperature sensor housing 32, while the temperature sensor 56 essentially detects the temperature of the housing part 20.
  • Two parameters can thus be made available for further evaluation, one of which, namely the parameter provided by the temperature sensor 56, is closely related to the combustion, while the other parameter, namely the parameter supplied by the temperature sensor 54, is closely related with the state of the fluid to be heated.
  • the temperature sensor housing 32 can also be configured differently, particularly in the area of the heat transfer projection arrangement 68.
  • a plurality of heat transfer ribs 70 could be provided in succession in the direction of the housing axis L, for example also positioned on the outer circumference of the housing section 44.
  • the heat transfer ribs 70 it is also possible to design the heat transfer ribs 70 to be interrupted in the circumferential direction around the housing axis L, so that there are a plurality of more or less discrete projections which follow one another in the circumferential direction.
  • the surface provided for heat transfer can also be produced by a heat transfer projection arrangement which is produced by screwing or otherwise introducing one or more recesses into the outer peripheral surface of the temperature sensor housing 32.
  • An improved heat transfer contact between the temperature sensor housing 32 and the fluid flowing around it can also be provided by a surface contouring, for example, in the form of a thread.
  • the temperature sensor housing 32 it is of course possible for the temperature sensor housing 32 to have more than two temperature sensor receiving areas in succession in the direction of the housing axis L, for example, a threefold gradation of the temperature sensor housing could also be considered, in order to also provide information about the temperature stratification between the two housing parts 20, if necessary , 24 of the heat exchanger arrangement.
  • the shape, location, and dimension of the heat transfer protrusion assembly 68 can be adapted to the specific requirement.
  • the configuration of the temperature sensor housing 32 which is symmetrical with respect to the housing axis also forms an essential aspect of the configuration of the temperature sensor arrangement 28 according to the invention, irrespective of whether the heat transfer projection arrangement 68 mentioned above and which is very advantageous in terms of the detection accuracy is present, since this creates a very easy to manufacture of the temperature sensor housing 32, which may also have a step, is made possible.

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Abstract

Eine Temperaturfühleranordnung, insbesondere für eine Wärmetauscheranordnung (22) eines Fahrzeugheizgerätes, umfasst ein Temperaturfühlergehäuse (32) mit einem Anbringungsabschnitt (34) zur Anbringung an einer Tragestruktur (24) und einem von dem Anbringungsabschnitt (34) in einer Erstreckungsrichtung sich weg erstreckenden Temperaturfühleraufnahmeabschnitt (42), wobei der Temperaturfühleraufnahmeabschnitt (42) des Temperaturfühlergehäuses (32) wenigstens zwei in der Erstreckungsrichtung zueinander versetzt liegende Temperaturfühleraufnahmebereiche (50, 52) bildet. Dabei ist weiter vorgesehen, dass bei wenigstens einem der Temperaturfühleraufnahmebereiche (50, 52) an einer Außenseite des Temperaturfühlergehäuses (32) eine Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung (68) vorgesehen ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturfühleranordnung, insbesondere für eine Wärmetauscheranordnung eines Fahrzeugheizgerätes, umfassend ein Temperaturfühlergehäuse mit einem Anbringungsabschnitt zur Anbringung an einer Tragestruktur und einem von dem Anbringungsabschnitt in einer Erstreckungsrichtung sich weg erstreckenden Temperaturfühleraufnahmeabschnitt, wobei der Temperaturfühleraufnahmeabschnitt des Temperaturfühlergehäuses wenigstens zwei in der Erstreckungsrichtung zueinander versetzt liegende Temperaturfühleraufnahmebereiche bildet.
  • Aus der DE 44 46 829 A1 ist eine bei einem Fahrzeugheizgerät bzw. deren Wärmetauscheranordnung einzusetzende, nach Art eines sogenannten Kombinationsfühlers aufgebaute Temperaturfühleranordnung bekannt. Diese umfasst ein Temperaturfühlergehäuse, das mit einem Anbringungsabschnitt in ein äußeres Gehäuse der Wärmetauscheranordnung eingesetzt werden kann. Von diesem Anbringungabschnitt erstreckt sich ein die verschiedenen Temperaturfühler aufnehmender Temperaturfühleraufnahmeabschnitt, wobei dieser Temperaturfühleraufnahmeabschnitt abgestuft ist, so dass verschiedene Bereiche gebildet werden, in welchen Temperaturfühler in der Erstreckungsrichtung dieses Temperaturfühleraufnahmeabschnitts versetzt bzw. gestaffelt im Temperaturfühlergehäuse angeordnet sind. Die beiden bei dieser bekannten Anordnung vorhandenen Temperaturfühler liegen quer zur Erstreckungsrichtung des Temperaturfühleraufnahmeabschnitts nebeneinander, und in entsprechender Weise ist das Temperaturfühlergehäuse mit zwei nebeneinander liegenden und sich in der Erstreckungsrichtung verschieden weit erstreckenden Abschnitten ausgebildet.
  • Das Vorsehen verschiedener Temperaturfühleraufnahmebereiche im Temperaturfühlergehäuse hat den Zweck, durch die entsprechend verschieden positionierten Temperaturfühler die Temperaturen verschiedener Systembereiche zu erfassen. Während versucht wird, mit dem vom Anbringungsabschnitt weiter entfernt liegenden Temperaturfühler eine Temperatur unmittelbar an demjenigen Gehäuseteil der Wärmetauscheranordnung zu erfassen, das an seiner Innenseite durch die stattfindende Verbrennung und die dabei erzeugten Abgase erwärmt wird, dient der von diesem inneren Gehäuseteil der Wärmetauscheranordnung weiter entfernt liegende, d.h. zurückversetzt positionierte Temperaturfühler dazu, die Temperatur des die Wärmetauscheranordnung durchströmenden Fluids, im Allgemeinen Wasser, zu erfassen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Temperaturfühleranordnung bereitzustellen, welche eine erhöhte Erfassungsgenauigkeit zulässt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Temperaturfühleranordnung, insbesondere für eine Wärmetauscheranordnung eines Fahrzeugheizgerätes, umfassend ein Temperaturfühlergehäuse mit einem Anbringungsabschnitt zur Anbringung an einer Tragestruktur und einem von dem Anbringungsabschnitt in einer Erstreckungsrichtung sich weg erstreckenden Temperaturfühleraufnahmeabschnitt, wobei der Temperaturfühleraufnahmeabschnitt des Temperaturfühlergehäuses wenigstens zwei in der Erstreckungsrichtung zueinander versetzt liegende Temperaturfühleraufnahmebereiche bildet.
  • Erfindungsgemäß ist dabei weiter vorgesehen, dass bei wenigstens einem der Temperaturfühleraufnahmebereiche an einer Außenseite des Temperaturfühlergehäuses eine Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung vorgesehen ist.
  • Durch das Zuordnen einer Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung zu zumindest einem der Temperaturfühleraufnahmebereiche bzw. einem in diesem Bereich dann positionierten Temperaturfühler wird das Erfassungsergebnis dadurch deutlich verbessert, dass ein verbesserter Wärmeübertragungskontakt mit einem an der Außenseite des Temperaturfühlergehäuses sich befindenden Medium erzeugt wird. Temperaturänderungen in diesem Medium können somit durch die verbesserte Wärmeübertragung deutlich schneller erfasst werden. Darüberhinaus wird durch die verbesserte Wechselwirkung mit dem in einem bestimmten Bereich das Temperaturfühlergehäuse umgebenden Medium die Gefahr einer durch in anderen Bereichen vorhandene Medien oder Temperaturen erzeugten Beeinflussung des Erfassungsergebnisses eines Temperaturfühlers gemindert.
  • Beispielsweise kann bei der erfindungsgemäßen Temperaturfühleranordnung vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung bei einem näher an dem Anbringungsabschnitt liegenden Temperaturfühleraufnahmebereich des Temperaturfühlergehäuses vorgesehen ist.
  • Um den gesamten Umfangsbereich des Temperaturfühlergehäuses zur Verbesserung der Erfassungsgenauigkeit bzw. zur Verbesserung der Wechselwirkung mit dem dieses umbegenden Medium ausnutzen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung bezüglich einer in der Erstreckungsrichtung liegenden Gehäuseachse umlaufend um das Temperaturfühlergehäuse ausgebildet ist. Von besonderem Vorteil ist dann eine Anordnung, bei welcher die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung im Wesentlichen vollständig umlaufend ausgebildet ist.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltungsform kann bei der erfindungsgemäßen Temperaturfühleranordnung das Temperaturfühlergehause bezüglich einer in der Erstreckungsrichtung liegenden Gehäuseachse im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet sein. Diese Formgebung ermöglicht beispielsweise die Fertigung des Temperaturfühlergehäuses durch Drehbearbeitung aus einem Rohmaterialkörper, beispielsweise einem Metallrohling.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Temperaturfühlergehäuse bezüglich einer in der Erstreckungsrichtung liegenden Gehäuseachse wenigstens zwei zueinander koaxiale Gehäuseabschnitte unterschiedlicher Abmessung quer zur Gehäuseachse aufweist, wobei ein weiter vom Anbringungsabschnitt entfernt liegender Gehäuseabschnitt eine geringere Abmessung aufweist, als ein näher am Anbringungsabschnitt liegender Gehäuseabschnitt, und jeder Gehäuseabschnitt wenigstens einen Temperaturfühleraufnahmebereich aufweist. Dabei ist es dann möglich, dass die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung in einem Übergangsbereich zwischen zwei Gehäuseabschnitten ausgebildet ist und dass die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung als radiale Verlängerung eines die beiden Gehäuseabschnitte verbindenden Verbindungsabschnittes ausgebildet ist.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Wärmetauscheranordnung für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend zwei zwischen sich einen Fluidströmungsraum einschließende Gehäuseteile, wobei eines der Gehäuseteile eine Tragestruktur für eine erfindungsgemäße Temperaturfühleranordnung bildet und das Temperaturfühlergehäuse mit seinem Temperaturfühleraufnahmeabschnitt sich in den Strömungsraumbereich und auf das andere der Gehäuseteile zu erstreckt.
  • Um dabei insbesondere mit einem der Temperaturfühler bzw. im Bereich von einem der Temperaturfühleraufnahmebereiche eine unmittelbar mit der in einem Heizbrenner ablaufenden Brenner in Verbindung stehende Temperaturgröße erfassen zu können, wird weiter vorgeschlagen, dass das Temperaturfühlergehäuse im Bereich eines in der Erstreckungsrichtung am weitesten entfernt von dem Anbringungsabschnitt liegenden Temperaturfühleraufnahmebereichs das andere der Gehäuseteile der Wärmetauscheranordnung berührt.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Schnittansicht eines Heizgerätes mit einer erfindungsgemäßen Temperaturfühleranordnung;
    Fig. 2
    vergrößert das die Temperatrfühleranordnung darstellende Detail II in Fig. 1.
  • In Fig. 1 ist eine beispielsweise als Standheizung oder Zuheizer in einem Fahrzeug einsetzbare Heizeinrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Die Heizeinrichtung 10 umfasst einen Heizbrennerbereich 12, in welchem beispielsweise über eine Zerstäuberdüse 14 Brennstoff in einen Brennraum 16 eingeleitet wird und mit der ebenfalls eingeleiteten Verbrennungsluft verbrannt wird. Die Verbrennungsabgase bewegen sich mit den Flammen entlang eines Flammrohrs 18 und werden an dessen offenen Ende durch ein inneres Gehäuseteil 20 einer allgemein mit 22 bezeichneten Wärmetauscheranordnung umgelenkt. Ein äußeres Gehäuseteil 24 der Wärmetauscheranordnung 22 schließt mit dem inneren Gehäuseteil 22 einen Fluidströmungsraum 26 ein, in welchen, wie durch einen Pfeil P1 angedeutet, ein zu erwärmendes Fluid, beispielsweise Wasser, eingeleitet wird, das, wie durch einen Pfeil P2 angedeutet, dann erwärmt wieder aus dem Fluidströmungsraum 26 abgezogen wird.
  • Der Aufbau einer Fahrzeugheizeinrichtung 10, wie er vorangehend beschrieben worden ist, ist nur beispielhaft und kann selbstverständlich in verschiedenen Bereichen anders sein, als vorangehend beschrieben.
  • Um eine derartige Fahrzeugheizeinrichtung 10 in korrekter Art und Weise betreiben zu können, ist es erforderlich, verschiedene den Betriebszustand derselben charakterisierende Parameter zu erfassen. Hierzu zählen vor allem auch Temperaturgrößen, die beispielsweise zum einen die Temperatur des den Fluidströmungsraum 26 durchströmenden Fluids charakterisieren, zum anderen aber auch unmittelbar im Zusammenhang mit der in dem Brennerbereich 12 ablaufenden Verbrennung stehen. Um derartige Temperaturgrößen zu erfassen, ist bei dem Fahrzeugheizgerät 10 eine allgemein mit dem Bezugszeichen 28 bezeichnete Temperaturfühleranordnung vorgesehen, deren konstruktiver Aufbau nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2 detailliert beschrieben wird.
  • In dem äußeren der beiden im Wesentlichen topfartig ausgebildeten und ineinander eingesetzten Gehäuseteile 20, 24 der Wärmetauscheranordnung 22 ist eine Öffnung 30 ausgebildet, in welche die Temperaturfühleranordnung 28 eingesetzt ist. Somit bildet das Gehäuseteil 24 eine Tragestruktur für die Temperaturfühleranordnung 28. Die Temperaturfühleranordnung 28 umfasst ein Temperaturfühlergehäuse 32 mit einem am Gehäuseteil 24 getragenen Anbringungsabschnitt 34. An einer Außenumfangsfläche 36 dieses Anbringungsabschnitts 34 ist eine Umfangsnut 38 ausgebildet, in welche ein 0-ringartiges Dichtungselement 40 eingesetzt ist, um einen fluiddichten Abschluss zwischen dem Temperaturfühlergehäuse 32 und dem Gehäuseteil 24 herzustellen.
  • Das Temperaturfühlergehäuse 32 weist anschließend an den Anbringungsabschnitt 34 desselben einen Temperaturfühleraufnahmeabschnitt 42 auf. Dieser erstreckt sich in Richtung einer Gehäuseachse L vom Anbringungsabschnitt 34 weg und in dem dargestellten Montagezustand in den Fluidströmungsraum 26 hinein. Sowohl der Anbringungsabschnitt 34 als auch der im Folgenden noch detaillierter beschriebene Temperaturfühleraufnahmeabschnitt 42 sind bezüglich der in der Erstreckungsrichtung des Temperaturfühleraufnahmeabschnitts 42 liegenden Gehäuseachse L symmetrisch, d.h. im dargestellten Beispiel im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Dies erlaubt die einfache Fertigung des Temperaturfühlergehäuses 32 durch Drehbearbeitung aus einem Materialrohling, beispielsweise einem Metallrohling.
  • Der Temperaturfühleraufnahmeabschnitt 42 des Temperaturfühlergehäuses 32 weist im Wesentlichen zwei in der Richtung der Gehäuseachse L aufeinander folgende Gehäuseabschnitte 44, 46 auf. Die beiden Gehäuseabschnitte 44, 46 weisen bezüglich der Gehäuseachse L unterschiedliche Radialabmessungen auf, wobei der weiter vom Anbringungsabschnitt 34 entfernt liegende Gehäuseabschnitt 46 eine kleinere Radialabmessung aufweist, als der näher am Anbringungsabschnitt 34 liegende und im dargestellten Beispiel sogar an diesen anschließende Gehäuseabschnitt 44. Ein ringscheibenartiger Verbindungsabschnitt 48 bildet eine stufenartige Verbindung zwischen diesen beiden Gehäuseabschnitten 44, 46.
  • Man erkennt in Fig. 2, dass die beiden Gehäuseabschnitte 44, 46 durch Ausdrehen bzw. Ausbohren hohl sind und jeweilige Temperaturfühleraufnahmebereiche 50, 52 bilden. In jedem dieser Temperaturfühleraufnahmebereiche 50, 52 ist ein Temperaturfühler 54 bzw. 56 vorgesehen. Man erkennt dabei insbesondere, dass im Temperaturfühlergehäuse 32 der den Temperaturfühler 54 aufnehmende Temperaturfühleraufnahmebereich im Gehäuseabschnitt 44 im Übergangsbereich zum Gehäuseabschnitt 46 gebildet ist. Der Temperaturfühleraufnahmebereich 52 für den Temperaturfühler 56 liegt im axialen Endbereich des Gehäuseabschnitts 46. Durch das Bereitstellen dieser beiden Temperaturfühleraufnahmebereiche 50, 52 ergibt sich eine Konfiguration, bei welcher die beiden Temperaturfühler 54, 56 in Richtung der Gehäuseachse L zueinander versetzt angeordnet sind, so dass der Temperaturfühler 54 näher am Anbringungsabschnitt 34 liegt und der Temperaturfühler 56 vom Anbringungabschnitt 34 weiter entfernt liegt. Man erkennt weiter, dass in dem in Fig. 2 dargestellten Montagezustand das Temperaturfühlergehäuse 32 im Bereich einer Stirnwand 58 des Gehäuseabschnitts 46, d.h. also auch im Bereich des Temperaturfühleraufnahmebereichs 52 für den Temperaturfühler 56, das innere Gehäuseteil 20 der Wärmetauscheranordnung 22 berührt, während der Temperaturfühleraufnahmebereich 50, in welchem der Temperaturfühler 54 positioniert ist, näherungsweise mittig zwischen den beiden Gehäuseteilen 20, 24 der Wärmetauscheranordnung 22 liegt. Die beiden Temperaturfühler 54, 56, deren Anschlussleitungen 60, 62 auch durch ein den Innenraum 66 des Temperaturfühlergehäuses 32 abschließendes Verschlusselement 64 hindurchgeführt sind, sind somit im Wesentlichen in der Lage, unterschiedliche Temperaturen bzw. die Temperaturen in verschiedenen Bereichen zu erfassen. Der sehr nahe am Gehäuseteil 20 positionierte Temperaturfühler 56 wird im Wesentlichen eine Temperatur erfassen, die der Temperatur des Gehäuseteils 20 entspricht, welche Temperatur wiederum stark beeinflusst ist von der im Inneren des Gehäuseteils 20 vorhandenen Temperatur und somit stark abhängig ist von der im Brennerbereich 12 ablaufenden Verbrennung. Der weiter von dem Gehäuseteil 20 entfernt positionierte Temperaturfühler 54 wird dahingegen im Wesentlichen eine Temperatur erfassen, welche das den Raumbereich 26 durchströmende und das Temperaturfühlergehäuse 32 im Bereich des Temperaturfühleraufnahmebereichs 50 umströmende Fluid aufweist. Diese verschiedenen Temperatursignale können zur Regelung bzw. Steuerung des Betriebs der Heizeinrichtung herangezogen werden, insbesondere können sie auch zur Überhitzungserkennung herangezogen werden.
  • Um bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Temperaturfühleranordnung 20 eine höhere Erfassungsgenauigkeit vorsehen zu können, ist am Temperaturfühlergehäuse 32 in Zuordnung zum Temperaturfühleraufnahmebereich 50 bzw. dem darin positionierten Temperaturfühler,54 eine allgemein mit 68 bezeichnete Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung vorgesehen. Diese umfasst im dargestellten Beispiel eine ringartig um das Temperaturfühlergehäuse 32 umlaufende Wärmeübertragungsrippe 70, die im Wesentlichen als radiale Verlängerung des Verbindungsabschnitts 48 ausgebildet ist. Auf Grund der vorangehend bereits angesprochenen Drehbearbeitung kann auch diese Wärmeübertragungsrippe in einfacher Weise beim Herrstellungsvorgang des Temperaturfühlergehäuses 32 erzeugt werden, ohne zusätzliche Bearbeitungsvorgänge vornehmen zu müssen oder zusätzliche der Wärmeübertragung dienende Komponenten vorsehen zu müssen.
  • Durch das Bereitstellen dieser Wärmeübertragungsrippe 70 im Bereich des Temperaturfühleraufnahmebereichs 50 wird die zur thermischen Beeinflussung bereitgestellte Oberfläche in diesem Bereich des Temperaturfühlergehäuses 32 deutlich vergrößert. Daraus resultiert eine deutlich stärkere thermische Beeinflussung des Temperaturfühlergehäuses 32 in diesem Temperaturfühleraufnahmebereich 50 durch das das Temperaturfühlergehäuse 32 in diesem Bereich umströmende Fluid. Infolgedessen ist der Temperaturfühler 54 in der Lage, deutlich schneller Temperaturänderungen des das Temperaturfühlergehäuse umströmenden Fluids zu erkennen. Des Weiteren wird durch die deutlich stärkere thermische Wechselwirkung des Temperaturfühlergehäuses 32 in dem den Temperaturfühler 54 enthaltenden Temperaturfühleraufnahmebereich 50 mit dem Fluid, dessen Temperatur zu erfassen ist, die thermische Beeinflussung des Temperaturfühlers 54 beispielsweise durch Wärmeleitung über den Gehäuseabschnitt 46 gemindert. Auch dies führt zu einer deutlich verbesserten Erfassungsgenauigkeit, so dass davon ausgegangen werden kann, dass der Temperaturfühler 54 im Wesentlichen die Temperatur des das Temperaturfühlergehäuse 32 umströmenden Fluids erfasst, während der Temperaturfühler 56 im Wesentlichen die Temperatur des Gehäuseteils 20 erfasst. Es können somit für die weitere Auswertung zwei Parameter zur Verfügung gestellt werden, wovon einer, nämlich der durch den Temperaturfühler 56 bereitgestellte Parameter, in starkem Zusammenhang mit der Verbrennung steht, während der andere Parameter, nämlich der vom Temperaturfühler 54 gelieferte Parameter, in starkem Zusammenhang mit dem Zustand des zu erwärmenden Fluids steht.
  • Es ist selbstverständlich, dass das Temperaturfühlergehäuse 32 vor allem auch im Bereich der Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung 68 anders ausgestaltet sein kann. So könnten beispielsweise in Richtung der Gehäuseache L aufeinander folgend mehrere Wärmeübertragungsrippen 70 vorgesehen sein, beispielsweise auch am Außenumfang des Gehäuseabschnitts 44 positioniert sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Wärmeübertragungsrippen 70 in Umfangsrichtung um die Gehäuseachse L unterbrochen auszugestalten, so dass mehrere in Umfangrichtung aufeinander folgende mehr oder weniger diskrete Vorsprünge vorhanden sind. Selbstverständlich kann die zur Wärmeübertragung bereitgestellte Oberfläche auch durch eine Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung erzeugt werden, die durch Eindrehen oder sonstiges Einbringen einer oder mehrerer Vertiefungen in die Außenumfangsfläche des Temperaturfühlergehäuses 32 erzeugt werden. Auch durch eine beispielsweise gewindeartig ausgebildete Oberflächenkonturierung kann ein verbesserter Wärmeübertragungskontakt zwischen dem Temperaturfühlergehäuse 32 und dem dieses umströmende Fluid bereitgestellt werden. Des Weiteren ist es selbstverständlich möglich, dass das Temperaturfühlergehäuse 32 in der Richtung der Gehäuseachse L mehr als zwei Temperaturfühleraufnahmebereiche aufeinander folgend aufweist, beispielsweise könnte auch an eine dreifache Abstufung des Temperaturfühlergehäuses gedacht werden, um ggf. auch Information über die Temperaturschichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen 20, 24 der Wärmetauscheranordnung erlangen zu können. In jedem Falle können die Form, die Lage und die Abmessung der Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung 68 an die konkrete Anforderung angepasst werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die zur Gehäuseachse symmetrische Ausgestaltung des Temperaturfühlergehäuses 32 auch unabhängig davon, ob die vorangehend angesprochene und hinsichtlich der Erfassungsgenauigkeit sehr vorteilhafte Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung 68 vorhanden ist oder nicht, einen wesentlichen Aspekt der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Temperaturfühleranordnung 28 bildet, da dadurch eine sehr einfache Herstellbarkeit des ggf. auch gestuft ausgestalteten Temperaturfühlergehäuses 32 ermöglicht ist.

Claims (12)

  1. Temperaturfühleranordnung, insbesondere für eine Wärmetauscheranordnung (22) eines Fahrzeugheizgerätes, umfassend ein Temperaturfühlergehäuse (32) mit einem Anbringungsabschnitt (34) zur Anbringung an einer Tragestruktur (24) und einem von dem Anbringungsabschnitt (34) in einer Erstreckungsrichtung sich weg erstreckenden Temperaturfühleraufnahmeabschnitt (42), wobei der Temperaturfühleraufnahmeabschnitt (42) des Temperaturfühlergehäuses (32) wenigstens zwei in der Erstreckungsrichtung zueinander versetzt liegende Temperaturfühleraufnahmebereiche (50, 52) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass bei wenigstens einem der Temperaturfühleraufnahmebereiche (50, 52) an einer Außenseite des Temperaturfühlergehäuses (32) eine Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung (68) vorgesehen ist.
  2. Temperaturfühleranordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung (68) bei einem näher an dem Anbringungsabschnitt (34) liegenden Temperaturfühleraufnahmebereich (50) des Temperaturfühlergehäuses (32) vorgesehen ist.
  3. Temperaturfühleranordnung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung (70) bezüglich einer in der Erstreckungsrichtung liegenden Gehäuseachse (L) umlaufend um das Temperaturfühlergehäuse (32) ausgebildet ist.
  4. Temperaturfühleranordnung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung (68) im Wesentlichen unterbrechnungsfrei umlaufend ausgebildet ist.
  5. Temperaturfühleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturfühlergehäuse (32) bezüglich einer in der Erstreckungsrichtung liegenden Gehäuseachse (L) im Wesentlichen symmetrisch ausgebildet ist.
  6. Temperaturfühleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturfühlergehäuse (32) bezüglich einer in der Erstreckungsrichtung liegenden Gehäuseachse (L) wenigstens zwei zueinander koaxiale Gehäuseabschnitte (44, 46) unterschiedlicher Abmessung quer zur Gehäuseachse (L) aufweist, wobei ein weiter vom Anbringungsabschnitt (34) entfernt liegender Gehäuseabschnitt (46) eine geringere Abmessung aufweist, als ein näher am Anbringungsabschnitt (34) liegender Gehäuseabschnitt (44), und jeder Gehäuseabschnitt (44, 46) wenigstens einen Temperaturfühleraufnahmebereich (50, 52) aufweist.
  7. Temperaturfühleranordnung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung (68) in einem Übergangsbereich zwischen zwei Gehäuseabschnitten (44, 46) ausgebildet ist.
  8. Temperaturfühleranordnung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsvorsprungsanordnung (68) als radiale Verlängerung eines die beiden Gehäuseabschnitte (44, 46) verbindenden Verbindungsabschnittes (48) ausgebildet ist.
  9. Temperaturfühleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturfühlergehäuse (32) durch Drehbearbeitung eines Metallrohlings gebildet ist.
  10. Temperaturfühleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Temperaturfühlergehäuse (32) wenigstens zwei Temperaturfühler (54, 56) vorgesehen sind.
  11. Wärmetauscheranordnung für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend zwei zwischen sich einen Fluidströmungsraum (26) einschließende Gehäuseteile (20, 24), wobei eines (24) der Gehäuseteile (20, 24) eine Tragestruktur für eine Temperaturfühleranordnung (28) nach einem der vorangehenden Ansprüche bildet und das Temperaturfühlergehäuse (32) mit seinem Temperaturfühleraufnahmeabschnitt (42) sich in den Strömungsraumbereich (26) und auf das andere (20) der Gehäuseteile (20, 24) zu erstreckt.
  12. Temperaturfühleranordnung nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Temperaturfühlergehäuse (32) im Bereich eines in der Erstreckungsrichtung am weitesten entfernt von dem Anbringungsabschnitt (34) liegenden Temperaturfühleraufnahmebereichs (52) das andere (20) der Gehäuseteile (20, 24) der Wärmetauscheranordnung (22) berührt.
EP02027446A 2002-03-05 2002-12-10 Temperaturfühleranordnung, insbesondere für eine Wärmetauscheranordnung eines Fahrzeugheizgerätes Withdrawn EP1342963A1 (de)

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