ES2863652T3 - Elemento de soporte para un sensor eléctrico, sensor eléctrico, así como procedimiento para la fabricación de un sensor eléctrico - Google Patents

Abstract

Elemento de soporte (1) para un sensor eléctrico (2), especialmente para un sensor de temperatura, configurado de forma alargada, que presenta en una primera sección final (3), un alojamiento (4) para una resistencia de medición (5), así como en otra sección (6) contigua a la sección final (3), al menos dos guías (8), que se extienden en dirección longitudinal y que están separadas entre sí por un alma (7), para el guiado de hilos de conexión (9), caracterizado por que el elemento de soporte (1) se configura al menos en la zona de la primera sección final (3) y de la otra sección final (6) de forma rotacionalmente simétrica, de modo que mediante un giro alrededor de un eje longitudinal (A) en un ángulo (α) se pueda reproducir sobre sí mismo y por que presenta al menos dos alojamientos (4) y al menos cuatro guías (8), siendo el ángulo (α) preferiblemente de 180°, 120° o 90°.

Description

DESCRIPCIÓN

Elemento de soporte para un sensor eléctrico, sensor eléctrico, así como procedimiento para la fabricación de un sensor eléctrico

La invención se refiere a un elemento de soporte para un sensor eléctrico, especialmente para un sensor de temperatura, con las características del preámbulo de la reivindicación 1. La invención se refiere además a un sensor eléctrico, especialmente a un sensor de temperatura dotado de este elemento de soporte, sirviendo el elemento de soporte para el alojamiento de una resistencia de medición del sensor. También se propone un procedimiento para la fabricación de un sensor eléctrico, en particular de un sensor de temperatura.

Estado de la técnica

Un sensor de temperatura se describe a modo de ejemplo a en la memoria de patente DE 10233880 B3. Este sensor comprende un elemento de medición con líneas de conexión, alojándose el elemento de medición y las líneas de conexión respectivamente en sendas escotaduras de un elemento de soporte de un material eléctricamente aislante. El elemento de soporte está rodeado por una carcasa, disponiéndose entre la carcasa y el elemento de soporte un vellón cerámico para la amortiguación de vibraciones y la conexión térmica.

Por la memoria de patente DE 44 24 630 C1 se conoce un sensor de temperatura con un cuerpo de soporte eléctricamente aislante, al que se fija una resistencia de medición con dos líneas de conexión. Para el alojamiento de la resistencia de medición, el cuerpo de soporte presenta por la cara frontal una escotadura a modo de ranura en la que se inserta la resistencia de medición con las dos líneas de conexión. De este modo, las líneas de conexión llegan a situarse a ambos lados de un alma central formada por el cuerpo de soporte. Las líneas de conexión se conectan a las líneas de conexión de un cable de conexión acercado al cuerpo de soporte desde el otro extremo. Los puntos de conexión son preferiblemente conexiones de enganche, de manera que se pueda realizar una conexión sin necesidad de utilizar adhesivos ni soldaduras. Se pretende que de esta manera el sensor de temperatura sea adecuado para temperaturas de uso continuo de hasta 180°C. A lo largo de una parte de su longitud las líneas de conexión están rodeados por una funda aislante en forma de tubo de plástico contraído, que al mismo tiempo debe aliviar la tensión de la resistencia de medición y de las líneas de conexión. La funda exterior del sensor de temperatura forma un manguito, que en la zona de la resistencia de medición está cerrado.

Partiendo del estado de la técnica antes mencionado, la presente invención tiene por objeto simplificar aún más la fabricación de un sensor eléctrico, en particular de un sensor de temperatura. Al mismo tiempo, se pretende proporcionar un sensor eléctrico, en particular un sensor de temperatura, que tenga una alta precisión de medición y un mejor comportamiento de respuesta. También se desea que el sensor se pueda utilizar en un rango de medición lo más amplio posible.

Para resolver la tarea se proponen el elemento de soporte con las características de la reivindicación 1, el sensor eléctrico con las características de la reivindicación 13, y el procedimiento para la fabricación de un sensor eléctrico con las características de la reivindicación 16. Otras formas de realización ventajosas de la invención se desprenden de las respectivas reivindicaciones dependientes.

Revelación de la invención

El elemento de soporte propuesto es de diseño alargado y presenta, en una primera sección final, un alojamiento para una resistencia de medición y, en otra sección adyacente a la sección final, al menos dos guías que se extienden en dirección longitudinal y que están separadas entre sí por un alma para guiar los hilos de conexión. De acuerdo con la invención, el elemento de soporte se configura, al menos en la zona de la primera sección final y de la otra sección, de forma rotacionalmente simétrica, de modo que pueda ser reproducido sobre sí mismo por rotación alrededor de un eje longitudinal A a través de un ángulo a, siendo el ángulo a preferiblemente de 180°, 120° o 90°.

Debido al diseño rotacionalmente simétrico, el elemento de soporte propuesto presenta, de acuerdo con la invención, al menos dos alojamientos y al menos cuatro guías. Es decir, el elemento de soporte puede estar dotado de más de una resistencia de medición y/o de otro componente eléctrico o electrónico como un elemento de conmutación. Por lo tanto, el elemento de soporte se puede utilizar como soporte de grupos de construcción, lo que hace innecesario el uso de otros elementos de soporte. Las resistencias y/o los componentes de medición se pueden montar en un solo elemento de soporte, de modo que se pueda fabricar un sensor eléctrico de diseño compacto.

La posibilidad de dotar el elemento de soporte de más de una resistencia de medición y/o de un componente eléctrico o electrónico adicional como, por ejemplo, un elemento de conmutación ofrece varias ventajas. Por ejemplo, el elemento de soporte puede estar provisto de varias resistencias de medición idénticas, con lo que se crea un sistema redundante que tiene una mayor fiabilidad frente a los fallos y, por tanto, fiabilidad funcional. Alternativamente, el elemento de soporte se puede dotar de varias resistencias de medición diferentes que cubran especialmente distintos rangos de medición. De este modo se puede crear un sensor eléctrico que se puede utilizar en un rango de medición muy amplio. Si el elemento de soporte dispone además de un elemento de conmutación, éste se puede usar para la conmutación de al menos una resistencia de medición y/o de otro componente. El otro componente no se tiene que montar necesariamente en el elemento de soporte. Además, con ayuda del elemento de conmutación se puede conectar o desconectar una resistencia de medición determinada. Esto resulta especialmente ventajoso en el caso de varias resistencias de medición que cubren diferentes rangos de medición. El elemento de conmutación puede ser, en particular, un microinterruptor, ya que éste es especialmente pequeño.

El elemento de soporte se puede configurar rotacionalmente simétrico de manera que se reproduzca sobre sí mismo cuando gira alrededor del eje longitudinal A en un ángulo a = 180°. En este caso, el elemento de soporte presenta dos alojamientos para dos resistencias de medición o para una resistencia de medición y otro componente eléctrico/electrónico, así como cuatro guías para la recepción o el guiado de cuatro hilos de conexión. Si el ángulo a no es de 180° sino de 120°, el elemento de soporte forma tres alojamientos para tres resistencias de medición o para dos resistencias de medición y otro componente eléctrico/electrónico, así como seis guías para la conexión de los cables. Con un ángulo a = 90°, el elemento de soporte puede alojar cuatro resistencias de medición o tres resistencias de medición y otro componente eléctrico/electrónico, así como ocho hilos de conexión. Lógicamente también es posible disponer en el elemento de soporte más de un componente eléctrico/electrónico, en particular el elemento de conmutación, junto a la al menos una resistencia de medición.

Las guías del elemento de soporte sirven especialmente para alojar y guiar los hilos de conexión de una resistencia de medición o de un componente eléctrico/electrónico. Con preferencia, cada resistencia de medición o componente presenta dos hilos de conexión, por lo que el número de guías es respectivamente el doble del número de alojamientos para las resistencias de medición y/o el componente.

Alternativa o adicionalmente, las guías pueden servir también para recibir y guiar los hilos de conexión de un cable de conexión que se van a conectar eléctricamente a los hilos de conexión de una resistencia de medición o de un componente eléctrico/electrónico. Si se trata de disponer dos resistencias de medición o una resistencia de medición con un componente eléctrico/electrónico con un total de cuatro hilos de conexión en el elemento de soporte, se debe prever un cable de conexión con cuatro hilos o líneas de conexión. En lugar de un único cable de conexión, también se puede prever un cordón de conexión formado por varios hilos individuales.

Para simplificar, en el presente caso no se distingue entre un solo hilo y un cordón, de modo que el término "hilo de conexión", tal como se utiliza aquí, también comprende un cordón de conexión formado por varios hilos individuales. Además, el hilo de conexión o cordón de conexión puede presentar un recubrimiento aislante que, en su caso, debe ser retirado antes del establecimiento de una conexión eléctrica con otro hilo de conexión.

Si un elemento de soporte dotado de varias resistencias de medición para la fabricación de un sensor eléctrico, especialmente de un sensor de temperatura, se recubre por extrusión de plástico y/o se inserta en una carcasa, todas las resistencias de medición pueden disponerse a la misma distancia de la superficie circunferencial exterior del sensor debido a la simetría rotacional del elemento de soporte. De esta manera se pueden conseguir tiempos de respuesta iguales de las distintas resistencias de medición. Además, el comportamiento de respuesta de la pluralidad de resistencias de medición se puede optimizar si, al mismo tiempo, se adapta la forma de la sección transversal del recubrimiento y/o de la carcasa a la del elemento de soporte, incluyendo las resistencias de medición insertadas en él, o si se selecciona el menor solapamiento posible de las resistencias de medición. De acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, esta media es especialmente válida si para el recubrimiento por extrusión se emplea un plástico térmicamente conductor.

Según una forma de realización preferida de la invención, el elemento de soporte comprende una estructura de soporte central maciza que se extiende al menos a través de la primera sección final y la otra sección. Esto significa que el núcleo del elemento de soporte es macizo, por lo que posee un alto grado de rigidez de forma. Por lo tanto, el elemento de soporte contribuye así a una estabilización de la al menos una resistencia de medición dispuesta en el elemento de soporte. Además, se produce una descarga de tracción de la resistencia de medición y/o de los hilos de conexión, ya que la elevada rigidez de forma contrarresta una deformación del elemento de soporte. Esto resulta particularmente ventajoso cuando el elemento de soporte, inclusive la(s) resistencia(s) de medición, se inserta en un molde para el recubrimiento por extrusión con plástico, puesto que el riesgo de que el elemento de soporte sea apartado por el plástico entrante se reduce al mínimo.

Preferiblemente, respectivamente un alojamiento para la resistencia de medición y dos guías para guiar los hilos de conexión, preferiblemente los hilos de conexión de la respectiva resistencia de medición están abiertos hacia un lado longitudinal del elemento de soporte, tratándose del mismo lado longitudinal. Es decir, la resistencia de medición y los hilos de conexión se pueden introducir en el alojamiento o en las guías de forma sencilla y fundamentalmente al mismo tiempo. No es necesario enhebrar los hilos de conexión de forma complicada desde la cara frontal del elemento de soporte. De este modo se puede simplificar la fabricación del sensor.

Se propone además que un alojamiento respectivo presente respectivamente una superficie de ajuste para la resistencia de medición. A través de la superficie de ajuste del alojamiento la resistencia de medición queda óptimamente apoyada. La superficie de ajuste se extiende preferiblemente paralela al eje longitudinal A del elemento de soporte. Con preferencia la superficie de ajuste está delimitada por la cara frontal y/o por al menos un lado longitudinal por un alma. El alma, al menos una, forma un tope para la resistencia de medición, de modo que la posición de la resistencia de medición puede fijarse en al menos una dirección a través de ella. Si se disponen dos almas opuestas en la superficie de ajuste, la resistencia de medición se puede fijar durante la inserción en el alojamiento entre las dos almas, con lo que se consigue una cierta fijación posicional. En este caso, la distancia entre las dos almas se adapta a la respectiva dimensión de la resistencia de medición. Por otra parte, el alma puede utilizarse para fijar de forma permanente la posición de la resistencia de medición si se deforma plásticamente como consecuencia de un calafateo mecánico o térmico, de modo que rodee la resistencia de medición, como mínimo por uno de los lados. De esta manera se consigue una unión por arrastre de forma que mantiene la resistencia de medición permanentemente en su posición. Alternativa o adicionalmente, el alma, al menos una, puede presentar por el extremo un saliente que se sitúa detrás de la resistencia de medición cuando ésta se inserta en el alojamiento del elemento de soporte. Para establecer el enclavamiento entre el saliente del alma y la resistencia de medición, el alma se configura preferiblemente de modo que se pueda experimentar una ligera deformación elástica.

En la medida en que uno de los alojamientos del elemento de soporte sirve para alojar un componente eléctrico o electrónico, por ejemplo, un elemento de conmutación, este alojamiento se puede configurar de forma análoga a la del alojamiento para una resistencia de medición. En caso necesario, las dimensiones deben ser adaptadas.

Con preferencia, el alma que separa las guías para los hilos de conexión presenta, al menos por secciones, superficies laterales paralelas que convergen en ángulo hacia el alojamiento. Es decir, en la vista en planta, la anchura del alma disminuye hacia el alojamiento. Las superficies laterales inclinadas del alma simplifican la inserción o el enhebrado de los hilos de conexión en las guías formadas en ambos lados del alma, dado que al ser guiados a través de las superficies laterales inclinadas se separan automáticamente. Además, los hilos de conexión se pueden guiar a través de las superficies laterales inclinadas de manera que apenas se doblen. El al alma que separa las guías del elemento de soporte sirve para el aislamiento eléctrico de los hilos de conexión.

Para optimizar el guiado de los hilos de conexión se propone que al alma se opongan en las guías, al menos por secciones, otras almas para la limitación de las guías por la parte exterior. Por lo tanto, las guías se configuran, al menos por secciones, a modo de canales sustancialmente en forma de U. Mediante las almas situadas por el exterior se protegen los hilos de conexión para que no se salgan de las guías, especialmente durante el recubrimiento con plástico.

Gracias a las almas exteriores se incrementa todavía más la rigidez de forma del elemento de soporte. Ventajosamente, las almas exteriores se configuran con menos altura que el alma interior que, con respecto a las guías, es la interior. Así, el elemento de soporte presenta una forma de sección transversal que se aproxima a la de un círculo, por lo que el elemento de soporte, con o sin recubrimiento, se puede introducir fácilmente en una carcasa cilíndrica hueca.

En una variante de realización perfeccionada de la invención se propone que el elemento de soporte presente en una segunda sección final al menos dos guías, que se extienden en dirección longitudinal y que están separadas entre sí por un alma, para guiar los hilos de conexión de un cable de conexión. Es decir, para el alojamiento y el guiado de los hilos de conexión de un cable de conexión se prevén guías propias configuradas en un extremo del elemento de soporte opuesto al alojamiento de la resistencia de medición. De este modo, la respectiva forma de la sección transversal de una guía se puede adaptar óptimamente a la dimensión del respectivo hilo de conexión a alojar. No hay que olvidar que las dimensiones de los hilos de conexión pueden variar, por ejemplo, al agrupar varios hilos individuales en un cordón y/o al rodear el hilo de conexión con un material aislante.

Preferiblemente, el alma que separa las guías para los hilos de conexión del cable de conexión se dispone en prolongación del alma que separa las guías para los hilos de conexión de la resistencia de medición o del componente. Es decir, las dos almas se alinean preferiblemente en dirección longitudinal. De este modo, los hilos de conexión del cable de conexión se pueden acercar o posicionar fácilmente en los hilos de conexión de la resistencia de medición o del componente para establecer la conexión eléctrica necesaria de los hilos de conexión.

El alma configurada en la segunda sección final del elemento de soporte presenta preferiblemente unas superficies laterales que forman salientes de sujeción. A través de los salientes de sujeción se puede restringir la sección transversal libre de las guías, por lo que los hilos de conexión son retenidos en las guías a través de los salientes de sujeción. Además, de esta forma se puede conseguir una compensación de tolerancias.

Con preferencia, los salientes de sujeción se disponen axialmente desplazados con respecto a otros salientes de sujeción formados por almas y opuestos al alma en las guías. Es decir, los salientes de sujeción situados respectivamente a ambos lados de una guía se disponen en dirección longitudinal del elemento de soporte de forma desplazada, por lo que penetran alternativamente desde ambos lados en la sección transversal de la guía, aplicando así una fuerza de sujeción a un hilo de conexión insertado en la guía. Por consiguiente, este hilo es retenido óptimamente en la guía, con lo que se consigue una fijación del mismo en su posición y a la vez una descarga de tracción.

El alma formada en la segunda sección final y el alma formada en alineación con la primera se disponen preferiblemente a una distancia axial entre sí. También en este contexto se entiende por "axial" en dirección longitudinal del elemento de soporte o paralelo al eje longitudinal A. La distancia axial entre las dos almas define otra sección del elemento de soporte. En esta sección adicional se establece preferiblemente la conexión eléctrica de los hilos de conexión de la resistencia de medición o del componente con los hilos de conexión del cable de conexión, ya que esta sección es fácilmente accesible.

Además, se propone que la segunda sección final del elemento de soporte presente frontalmente una escotadura central para la inserción del cable de conexión. Preferiblemente, la escotadura queda limitada por brazos elásticos conformados por el elemento de soporte en prolongación de las almas de la sección final. A través de los brazos elásticos el cable de conexión se retiene preferiblemente de forma aprisionada. Las guías para guiar los hilos de conexión desembocan con preferencia en la escotadura, por lo que al introducir el cable de conexión en la escotadura los hilos de conexión del cable de conexión se enhebran automáticamente en las guías.

El elemento de soporte se fabrica ventajosamente de plástico, en particular de un plástico eléctricamente aislante y térmicamente conductor. La conductividad térmica del plástico es especialmente ventajosa cuando el elemento de soporte se utiliza para la fabricación de un sensor de temperatura, ya que mejora el tiempo de respuesta del sensor.

Se propone además que el elemento de soporte sea una pieza moldeada por inyección, es decir, una pieza moldeada producida mediante moldeo por inyección. De este modo, el elemento de soporte se puede fabricar en grandes cantidades de forma especialmente sencilla y económica. En este contexto, también resulta ventajoso que el núcleo del elemento de soporte sea macizo, especialmente que no presente cavidades cerradas por todos los lados ni destalonamientos.

Para resolver la tarea inicialmente indicada se propone además un sensor eléctrico, en particular un sensor de temperatura, que comprende un elemento de soporte según la invención y al menos una resistencia de medición que presenta varios hilos de conexión, disponiéndose la resistencia de medición en un alojamiento del elemento de soporte y los hilos de conexión en guías del elemento de soporte. La resistencia de medición, incluidos sus hilos de conexión, se sujeta a través del elemento de soporte y, al mismo tiempo se estabiliza. De hecho, la rigidez de forma comparativamente alta del elemento de soporte sostiene la resistencia de medición. Esto se considera especialmente ventajoso en el supuesto de que la resistencia de medición se vaya a recubrir posteriormente con plástico para protegerla de las influencias externas. En este caso, el elemento de soporte facilita el posicionamiento preciso de la resistencia de medición en el molde de inyección, de modo que se pueda lograr fácilmente un recubrimiento definido de la resistencia de medición con plástico. Por lo tanto, el elemento de soporte puede servir de soporte y de ayuda para el posicionamiento.

Además, se provoca un aislamiento eléctrico de los hilos de conexión de la resistencia de medición, ya que éstos se alojan en guías separadas por un alma del elemento de soporte. Por lo tanto, el elemento de soporte también sirve como componente aislante.

Por otra parte, el elemento de soporte puede estar provisto de varias resistencias de medición o con al menos una resistencia de medición y otro componente eléctrico o electrónico, por ejemplo, de un elemento de conmutación. Al utilizar varias resistencias de medición idénticas que proporcionan información redundante, se puede minimizar el riesgo de fallo y/o aumentar la fiabilidad funcional del sensor. Las resistencias de medición con diferentes características se pueden montar además de forma selectiva, de modo que el equipamiento se pueda adaptar a las respetivas necesidades. Se pueden utilizar, por ejemplo, resistencias de medición con diferentes tiempos de respuesta y/o diferentes valores de conexión eléctrica. De este modo se puede crear un sensor que, con una alta precisión de medición simultánea, sea capaz de cubrir un amplio rango de medición. Si, además de la al menos una resistencia de medición, el elemento de soporte está dotado de al menos otro componente eléctrico o electrónico, por ejemplo, de un elemento de conmutación, el sensor eléctrico puede utilizarse de forma aún más versátil.

Debido a la simetría rotacional del elemento de soporte, también se garantiza que las resistencias de medición estén distribuidas uniformemente por el perímetro. Durante un recubrimiento por extrusión posterior con plástico del elemento de soporte se puede adaptar al mismo tiempo con facilidad la forma de la sección transversal del recubrimiento a la forma de la sección transversal del elemento de soporte, de modo que todos los elementos de medición queden cubiertos uniformemente por el plástico. Es decir, todas las resistencias de medición presentan la misma distancia respecto a la superficie del sensor, por lo que además se pueden conseguir tiempos de respuesta iguales.

Si se pretende dotar el elemento de soporte de varias resistencias de medición de medición y/o al menos un componente eléctrico o electróni

resistencias de medición o componentes que sean lo más pequeños o de menor volumen posible. De este modo, se puede crear un sensor eléctrico con un diseño especialmente compacto y que requiere poco espacio para su instalación. Por lo tanto, se emplean ventajosamente resistencias de medición fabricadas mediante aplicación de una tecnología de película fina.

Para la fabricación de un sensor de temperatura se puede utilizar, por ejemplo, una resistencia de medición de platino, en particular un sensor de temperatura de chip de platino con hilos de conexión según la norma DIN EN 60751. Ésta presenta un diseño plano con hilos de conexión que salen por el lateral. Además, como resistencia de medición se puede utilizar una resistencia con un coeficiente de temperatura negativa (Negative Temperature Coefficient, abreviado "NTC"), que tiene un volumen especialmente pequeño y permite así la formación de un sensor de temperatura miniaturizado. En el caso del componente eléctrico o electrónico se puede tratar especialmente de un microinterruptor.

En el sensor eléctrico propuesto, en particular el sensor de temperatura, los hilos de conexión de la al menos una resistencia de medición están conectados eléctricamente a los hilos de conexión de un cable de conexión. Preferiblemente, los hilos de conexión del cable de conexión se alojan en otras guías del elemento de soporte. Las otras guías facilitan el posicionamiento de los hilos de conexión del cable de conexión con respecto a los hilos de conexión de la resistencia de medición, con lo que se simplifica el establecimiento de la conexión eléctrica necesaria. Además, se puede conseguir la fijación de los hilos de conexión si, de acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, se limita la sección transversal libre de las guías por medio de salientes de sujeción. Con preferencia, varios salientes de sujeción de una guía se disponen unos frente a los otros en la guía de manera axialmente desplazada. De esta manera se puede lograr una mejor fijación de los hilos de conexión, lo que al mismo tiempo garantiza una descarga de tracción.

En el caos del sensor propuesto, el elemento de soporte, inclusive la resistencia de medición o las resistencias de medición y los hilos de conexión, se recubren preferiblemente de plástico. El recubrimiento de plástico protege la resistencia de medición o las resistencias de medición frente a influencias externas. A través de recubrimiento de plástico se consigue especialmente una obturación del sensor que protege los componentes eléctricos contra la humedad. Así se incrementa la robustez del sensor eléctrico que de este modo se puede utilizar y/o integrar de manera muy variada.

El recubrimiento de plástico presenta preferiblemente una forma de sección transversal circular, de modo que el recubrimiento de plástico de lugar a la formación de un sensor con un contorno exterior cilíndrico circular. Por lo tanto, el sensor puede instalarse en cualquier posición angular. Además, se puede introducir de manera sencilla en una carcasa en forma de manguito o de cilindro hueco.

Sin embargo, el recubrimiento de plástico también puede presentar una forma de sección transversal distinta a la de un círculo, por ejemplo, para lograr espesores de recubrimiento mínimos. Cuanto menor sea el recubrimiento de una resistencia de detección con el plástico, mejor será, por regla general, el comportamiento de respuesta. Preferiblemente, la forma de la sección transversal del recubrimiento de plástico se adapta a la forma de la sección transversal del elemento de soporte. En particular, el recubrimiento de plástico se puede configurar de manera rotacionalmente simétrica, o sea, de forma análoga a la del elemento de soporte. Esto significa que el recubrimiento de plástico también puede presentar un contorno exterior cilíndrico basado en un polígono, en particular en un triángulo equilátero o en un cuadrado. Si el elemento de soporte se configura, por ejemplo, de forma rotacionalmente simétrica con respecto a un ángulo a = 120°, de modo que se puedan disponer tres resistencias de medición distribuidas por el perímetro, una forma transversal triangular del recubrimiento de plástico puede ser una opción adecuada.

El plástico del recubrimiento es preferiblemente un plástico eléctricamente aislante y térmicamente conductor, de manera que, por un lado, se consiga el aislamiento eléctrico de los componentes recubiertos y, por otro lado, se mejore el comportamiento de respuesta, si en el caso del sensor eléctrico se trata de un sensor de temperatura. El plástico termoconductor contribuye además a que el sensor eléctrico presente una alta precisión de medición.

Alternativa o adicionalmente a un recubrimiento con plástico, el elemento de soporte y la al menos una resistencia de medición pueden estar insertados en una carcasa. Por medio de una carcasa se puede aumentar especialmente la robustez del sensor frente a daños mecánicos y/o medios agresivos.

Además, se propone un procedimiento para la fabricación de un sensor eléctrico, en particular de un sensor de temperatura, en el que un elemento de soporte según la invención se dota de al menos una resistencia de medición provista de hilos de conexión, insertándose la resistencia de medición y fijándose la misma en su posición en un alojamiento del elemento de soporte. A través del elemento de soporte la resistencia de medición se mantiene en una posición predeterminada, de modo que se pueda recubrir de plástico con mayor facilidad.

La fijación de la posición de la resistencia de medición se produce preferiblemente mediante un calafateo mecánico o térmico. Es decir, no se necesita más material. En particular, se puede prescindir de un adhesivo o de una soldadura.

Durante la introducción de la resistencia de medición en el alojamiento del elemento de soporte, los hilos de conexión de la resistencia de medición se insertan preferiblemente en las guías del elemento de soporte. Es decir, la posición de los hilos de conexión se asegura también a través de las guías.

A continuación, los hilos de conexión de la resistencia de medición se pueden conectar eléctricamente a los hilos de conexión de un cable de conexión que se han introducido previamente en otras guías del elemento de soporte. A través de las guías adicionales, los hilos de conexión del cable de conexión se pueden acercar a los hilos de conexión de la resistencia de medición de manera que entren en contacto. En consecuencia, el elemento de soporte también se puede utilizar para el posicionamiento de los hilos de conexión del cable de conexión. Para mantener los hilos de conexión en su posición, las guías pueden presentar salientes de sujeción mediante los cuales los hilos de conexión se mantienen aprisionados en las guías. Así, con ayuda de los salientes de sujeción se puede conseguir al mismo tiempo una descarga de tracción de los hilos de conexión del cable de conexión y, por tanto, de los hilos de conexión de la resistencia de medición.

La conexión eléctrica entre los hilos de conexión de la resistencia de medición y los hilos de conexión del cable de conexión se establece preferiblemente por soldadura, adhesión, enclavamiento y/o calafateado de los hilos de conexión. Dado que el enclavamiento y/o el calafateo no requieren ningún material adicional, en particular ningún adhesivo ni soldadura, este tipo de conexión eléctrica puede realizarse con especial facilidad. Para ello, los respectivos hilos de conexión a conectar se disponen preferiblemente solapados por secciones, de modo que quede garantizada una superficie de contacto suficientemente grande.

Se propone además que el elemento de soporte, incluyendo la al menos una resistencia de medición y los hilos de conexión, se coloque en un molde de inyección y se recubra de plástico. El recubrimiento con plástico forma una carcasa protectora, que protege los componentes eléctricos del sensor de las influencias externas. Al mismo tiempo, se consigue una obturación. Un sensor eléctrico recubierto de plástico es, por tanto, especialmente robusto y puede utilizarse en diversas aplicaciones. Si en el caso del sensor eléctrico se trata de un sensor de temperatura, se utiliza preferiblemente un plástico eléctricamente aislante y térmicamente conductor para el recubrimiento. De este modo se puede crear un sensor de temperatura que, además, tiene una respuesta rápida y una gran precisión de medición. El recubrimiento también puede ser por secciones de un plástico que no sea termoconductor. Sin embargo, en la zona de la resistencia o de las resistencias de medición se prefiere, por las razones antes expuestas, el uso de un plástico termoconductor. Es decir, para la conformación del recubrimiento también se pueden utilizar diferentes plásticos. El recubrimiento de plástico se extiende preferiblemente hasta el cable de conexión, en concreto preferiblemente hasta una zona del cable de conexión en la que el cable de conexión está rodeado por un aislamiento. De este modo se consigue una obturación óptima del sensor.

La invención y sus ventajas se explican a continuación más detalladamente a la vista de los dibujos adjuntos. Los dibujos muestran en la:

Figura 1 una vista en perspectiva de un elemento de soporte según la invención;

Figura 2 una primera vista lateral del elemento de soporte de la figura1;

Figura 3 una segunda vista lateral del elemento de soporte de la figura 1, girada 90° con respecto a la vista lateral de la figura 2;

Figura 4 un corte longitudinal a través del elemento de soporte de la figura 1 a lo largo de la línea D-D;

Figura 5 un corte longitudinal a través del elemento de soporte de la figura 1 a lo largo de la línea H-H;

Figura 6 un corte transversal a través del elemento de soporte de la figura 1 a lo largo de la línea E-E;

Figura 7 un corte transversal a través del elemento de soporte de la figura 1 a lo largo de la línea F-F;

Figura 8 un corte transversal a través del elemento de soporte de la figura 1 a lo largo de la línea G-G;

Figura 9 una tercera vista lateral del elemento de soporte de la figura 1 en dirección transversal respecto al eje longitudinal A;

Figura 10 una cuarta vista lateral del elemento de soporte de la figura 1 en dirección transversal respecto al eje longitudinal A, y

Figura 11 una representación en perspectiva de un sensor eléctrico según la invención con el elemento de soporte de la figura 1.

Descripción detallada de los dibujos

El elemento de soporte 1 representado en perspectiva en la figura 1 sirve para la fabricación de un sensor eléctrico 2, en particular de un sensor de temperatura. Se ha moldeado por inyección a partir de un material plástico eléctricamente aislante y termoconductor. Es decir, en el caso del elemento de soporte 1 se trata de una pieza moldeada por inyección de forma monolítica.

El elemento de soporte 1 ilustrado presenta una forma alargada y se ha configurado de manera rotacionalmente simétrica con respecto a un eje longitudinal A. Es decir, el elemento de soporte 1 se reproduce sobre sí mismo al girar en un ángulo predeterminado a. En el ejemplo representado, el ángulo es de a = 180° (véase figura 10). Por consiguiente, en el presente caso, el elemento de soporte 1 está formado por dos mitades simétricas. Sin embargo, esto no tiene que ser necesariamente así, ya que el ángulo a también puede ser de 120° o 90°.

El elemento de soporte 1 ilustrado presenta una primera sección final 3, que sirve para el alojamiento de las resistencias de medición 5. Se puede tratar especialmente de resistencias de medición de platino 5 que han sido fabricadas mediante aplicación de una tecnología de película fina. Estas resistencias de medición 5 son comparativamente pequeñas y presentan una forma básica cuboidal fundamentalmente plana, por lo que ocupan poco espacio y son fáciles de instalar (véase figura 11). El contacto con las resistencias de medición 5 se produce respectivamente a través de dos hilos de conexión paralelos 9.

Para la recepción de las resistencias de medición 5, el elemento de soporte 1 forma en una primera sección final 3 dos alojamientos 4, por lo que el elemento de soporte 1 ilustrado puede alojar un total de dos resistencias de medición 5 (véase figura 11). Si el ángulo a fuera de 120°, el elemento de soporte 1 podría estar dotado de tres resistencias de medición 5. Con un ángulo de a = 90°, el número de resistencias de medición 5 podría aumentar a cuatro. Los alojamientos 4 presentan respectivamente una superficie de contacto 10 sustancialmente rectangular delimitada por la cara frontal y las caras longitudinales por almas 11. Las dimensiones se eligen de manera que las resistencias de medición 5 puestas en contacto con las superficies de contacto 10 queden inicialmente sujetas por las almas 11. Posteriormente, las almas 11 pueden ser deformadas plásticamente por medio de un calafateo de modo que se logre una fijación posicional mediante una unión en arrastre de forma.

A la primera sección final 3 sigue una sección 6 con un total de cuatro guías 8 para los cuatro hilos de conexión 9 de las dos resistencias de medición 5 (véase figura 11). Con tres resistencias de medición 5, el número de guías 8 sería de seis y con cuatro resistencias de medición 5, el número sería de ocho, ya que cada resistencia de medición 5 tiene dos hilos de conexión 9 que se tienen que aislar eléctricamente entre sí para evitar un cortocircuito. El aislamiento eléctrico de dos guías 8 asignadas a un alojamiento 4 se produce en el presente caso mediante un alma 7 dispuesta en el centro. La misma presenta superficies laterales 12 que en dirección del alojamiento 4 convergen oblicuamente (véase figura 2), por lo que los hilos de conexión 9 que se desarrollan en paralelo se separan a través del alma 7 cuando la resistencia de medición 5 correspondiente se introduce en el alojamiento 4. Las almas 13 guiadas paralelamente al alma 7 impiden que los hilos de conexión 9 se salgan de las guías 8.

En el caso de una resistencia de medición 5 insertada en un alojamiento 4, los extremos de sus hilos de conexión 9 se encuentran en una sección 23 del elemento de soporte 1, que sirve para la conexión eléctrica entre los hilos de conexión 9 y los hilos de conexión 17 de un cable de conexión 18. Para ello, la sección 23 se configura fundamentalmente de forma plana y se delimita por la parte exterior por medio de almas 13. El alma 7 se extiende únicamente a través de la sección 6 del elemento de soporte 1. De este modo se crea espacio para establecer la conexión eléctrica necesaria de los hilos de conexión 9, 17.

A la sección 23 sigue una segunda sección final 14 del elemento de soporte 1 que presenta guías 16 para los hilos de conexión 17 del cable de conexión 18. El cable de conexión 18 presenta un total de cuatro hilos de conexión 17 distribuidos entre cuatro guías 16 (véase figura 11). Respectivamente dos guías 16 están separadas por un alma 15 dispuesta en el centro, que se prevé en prolongación de un alma 7, por lo que las almas 15 y 7 están alineadas (véase figura 2). Lo mismo ocurre fundamentalmente en cuanto a las guías 16 y 8, de modo que los hilos de conexión 17 del cable de conexión 18 se puedan acercar a través de las guías 16 a los hilos de conexión 9 de las resistencias de medición 5 y posicionar con precisión para establecer posteriormente la conexión eléctrica necesaria.

Para provocar una descarga de tracción de los hilos de conexión 9 de las resistencias de medición 5, las guías 16 para los hilos de conexión 17 del cable de conexión 18 presentan superficies laterales 19 que forman salientes de sujeción 20 (véase figura 4). Frente a los salientes de sujeción 20 se disponen, desplazados en sentido longitudinal, salientes de sujeción 21 formados por almas 22 que delimitan las guías 16 por la parte exterior (véanse la figura 5 y la figura 2). De este modo, los hilos de conexión 17 se mantienen en su posición gracias a los salientes de sujeción 20, 21, con lo que se consigue la descarga de tracción deseada de los hilos de conexión 9 de las resistencias de medición 5.

Como se puede apreciar especialmente en las figuras 6, 7 y 8, el elemento de soporte 1 presenta en todas las secciones 3, 6, 23 y 14 un núcleo macizo, por lo que tiene una gran rigidez de forma. En la zona de la sección final 3, en la que se configuran los alojamientos 4 para las resistencias de medición 5, el elemento de soporte 1 presenta una forma de sección transversal sustancialmente rectangular (véase figura 6). En la sección contigua 6, el núcleo macizo está reforzado adicionalmente por las almas 7, 13 (véase figura 7). Las almas exteriores 13 presentan además engrosamientos laterales 24, que aumentan aún más la rigidez de forma del elemento de soporte 1. Las almas 22 también forman engrosamientos 24 correspondientes (véase figura 1, figura 3 y figura 8).

En la zona de los alojamientos 4 para las resistencias de medición 5, el elemento de soporte 1 presenta una cara frontal cerrada (véase figura 9). La forman las almas 11 dispuestas en las caras frontales de los alojamientos 4. A través de las almas frontales 11 se retienen, por lo tanto, las resistencias de medición 5 en dirección axial, es decir, en dirección longitudinal del elemento de soporte 1. La introducción de las resistencias de medición 5 en los alojamientos 4 se realiza desde el respectivo lado longitudinal del elemento de soporte 1.

En la zona de la segunda sección final 14, las guías 16 para los hilos de conexión 17 del cable de conexión 18 se llevan hasta la cara frontal del elemento de soporte 1 (véase figura 10), con lo que el cable de conexión 18 se acerca preferiblemente al elemento de soporte 1 desde la cara frontal para la inserción de los hilos de conexión 17 en las guías 16.

Según otra forma de realización perfeccionada de la invención no representada, la segunda sección final 14 puede presentar frontalmente una escotadura central en la que desembocan las guías 16 de modo que al introducir el cable de conexión 18 en la escotadura central del elemento de soporte 1, los hilos de conexión 17 del cable de conexión 18 se puedan enhebrar en las guías 16.

Para la fabricación de un sensor eléctrico 2, en particular de un sensor de temperatura, el elemento de soporte 1, incluyendo las resistencias de medición 5 y los hilos de conexión 9, 17 insertados en el mismo, se recubre finalmente con un plástico 25 (véase figura 11). El plástico 25 impermeabiliza el sensor 2, protegiendo así los componentes eléctricos frente a la humedad. Para ello, el recubrimiento se aplica a todo el perímetro y se extiende hasta el cable de conexión 18. Con preferencia, especialmente si el sensor 2 es un sensor de temperatura, se utiliza para el recubrimiento un plástico eléctricamente aislante y termoconductor.

De esta manera se garantiza que el sensor de temperatura siga teniendo una respuesta rápida, así como una alta precisión de medición.

En la representación de la figura 11, el recubrimiento con el plástico 25 da lugar a un contorno exterior cilíndrico circular del sensor 2. De este modo, en caso de necesidad el sensor 2 se puede introducir fácilmente en una carcasa en forma de manguito (no representada). El contorno exterior en forma de cilíndrico circular garantiza además que las dos resistencias de medición 5 queden uniformemente cubiertas por el plástico 25. Sin embargo, en lugar de un contorno exterior cilíndrico circular el sensor 2 puede presentar también un contorno exterior cilíndrico que no se basa en un círculo como forma básica, sino en un triángulo, en particular en un triángulo equilátero, o en un cuadrado (no mostrado). La forma básica óptima depende especialmente del número de resistencias de medición 5 y/o de la forma de sección transversal concreta del elemento de soporte 1.

Durante la aplicación del recubrimiento de plástico 25, el elemento de soporte 1, incluyendo las resistencias de medición 5 y los hilos de conexión 9, 17, se introduce en un molde de inyección resultando beneficiosos la alta rigidez de forma del elemento de soporte 1 y el diseño rotacionalmente simétrico. De este modo las resistencias de medición 5 se pueden posicionar con precisión en el molde y recubrir uniformemente con el plástico 25. El plástico 25 que entra en el molde no logra desplazar el elemento de soporte 1.

Lista de referencias

1 Elemento de soporte

2 Sensor

3 Sección final

4 Escotadura

5 Resistencia de medición

6 Sección

7 Alma

8 Guía

9 Hilo de conexión

10 Superficie de ajuste

11 Alma

12 Superficie lateral

13 Alma

14 Sección final

15 Alma

16 Guía

17 Hilo de conexión

18 Cable de conexión

19 Superficie lateral

20 Saliente de sujeción

21 Saliente de sujeción

22 Alma

23 Sección

24 Engrosamiento

25 Plástico

Claims (19)

REIVINDICACIONES

1. Elemento de soporte (1) para un sensor eléctrico (2), especialmente para un sensor de temperatura, configurado de forma alargada, que presenta en una primera sección final (3), un alojamiento (4) para una resistencia de medición (5), así como en otra sección (6) contigua a la sección final (3), al menos dos guías (8), que se extienden en dirección longitudinal y que están separadas entre sí por un alma (7), para el guiado de hilos de conexión (9), caracterizado por que el elemento de soporte (1) se configura al menos en la zona de la primera sección final (3) y de la otra sección final (6) de forma rotacionalmente simétrica, de modo que mediante un giro alrededor de un eje longitudinal (A) en un ángulo (a) se pueda reproducir sobre sí mismo y por que presenta al menos dos alojamientos (4) y al menos cuatro guías (8), siendo el ángulo (a) preferiblemente de 180°, 120° o 90°.

2. Elemento de soporte (1) según la reivindicación 1,

caracterizado por que el elemento de soporte (1) presenta una estructura de soporte central maciza que se extiende al menos a través de la primera sección final (3) y de la sección adicional (6).

3. Elemento de soporte (1) según la reivindicación 1 o 2,

caracterizado por que respectivamente un alojamiento (4) y dos guías (8) están abiertos hacia un lado longitudinal del elemento de soporte (1), siendo el lado longitudinal el mismo.

4. Elemento de soporte (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que respectivamente un alojamiento (4) presenta una superficie de ajuste (10), que se extiende preferiblemente paralela al eje longitudinal (A), para la resistencia de medición (5), que con preferencia queda a su vez frontalmente limitada y/o limitada por al menos una de las caras longitudinales por un alma (11).

5. Elemento de soporte (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que el alma (7) que separa las guías (8) entre sí presenta superficies laterales (12) que se extienden, al menos por secciones, de forma paralela y que convergen oblicuamente hacia el alojamiento (4).

6. Elemento de soporte (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que frente al alma (7) se disponen en las guías (8), al menos por secciones, otras almas (13) para la delimitación de las guías (8) por la parte exterior.

7. Elemento de soporte (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que el elemento de soporte (1) presenta en una segunda sección final (14) al menos dos guías (16), que se extienden en dirección longitudinal y que están separadas entre sí por un alma (15), para el guiado de los hilos de conexión (17) de un cable de conexión (18), disponiéndose el alma (15) preferiblemente en prolongación del alma (7).

8. Elemento de soporte (1) según la reivindicación 7,

caracterizado por que el alma (15) presenta superficies laterales (19) que forman salientes de sujeción (20), disponiéndose los salientes de sujeción (20) preferiblemente de forma axialmente desplazada con respecto a los demás salientes de sujeción (21) formados por almas (22) enfrentadas al alma (15) de las guías (16).

9. Elemento de soporte (1) según la reivindicación 7 u 8,

caracterizado por que el alma (15) y el alma (7) se disponen, la una respecto a la otra, a una distancia axial que define una sección (23) del elemento de soporte (1) para el establecimiento de una conexión eléctrica entre los hilos de conexión (9) y los hilos de conexión (17).

10. Elemento de soporte (1) según una de las reivindicaciones 7 a 9,

caracterizado por que la segunda sección final (14) presenta por la cara frontal una escotadura central para la introducción del cable de conexión (18), desembocando las las guías (16) para el guiado de los hilos de conexión (17) preferiblemente en la escotadura.

11. Elemento de soporte (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que el elemento de soporte (1) se fabrica de plástico, en especial de un plástico eléctricamente aislante y termoconductor.

12. Elemento de soporte (1) según una de las reivindicaciones anteriores,

caracterizado por que el elemento de soporte (1) es una pieza moldeada por inyección.

13. Sensor eléctrico (1), especialmente sensor de temperatura, con un elemento de soporte (1) según una de las reivindicaciones anteriores y con al menos una resistencia de medición (5) dotada de hilos de conexión (9), disponiéndose la resistencia de medición (5) en un alojamiento (4) del elemento de soporte (1) y los hilos de conexión (9) en guías (8) del elemento de soporte (1).

14. Sensor eléctrico (1) según la reivindicación 13,

caracterizado por que los hilos de conexión (9) están conectados eléctricamente a los hilos de conexión (17) de un cable de conexión (18) alojado en las guías (16) del elemento de soporte (1).

15. Sensor eléctrico (1) según la reivindicación 13 o 14,

caracterizado por que el elemento de soporte (1), incluyendo la resistencia de medición (5) y los hilos de conexión (9, 17), está recubierto de plástico (25), siendo el plástico (25) preferiblemente un plástico eléctricamente aislante y termoconductor.

16. Procedimiento para la fabricación de un sensor eléctrico (1), especialmente de un sensor de temperatura, en el que un elemento de soporte (1) según una de las reivindicaciones 1 a 13 se dota de al menos una resistencia de medición (5) provista de hilos de conexión (9), introduciéndose la resistencia de medición (5) en un alojamiento (4) del elemento de soporte (1) y fijándose la misma en su posición, preferiblemente mediante calafateo mecánico o térmico.

17. Procedimiento según la reivindicación 16,

caracterizado por que al introducir la resistencia de medición (5) en el alojamiento (4), los hilos de conexión (9) se insertan en las guías (8).

18. Procedimiento según la reivindicación 16 o 17,

caracterizado por que los hilos de conexión (9) se conectan eléctricamente a los hilos de conexión (17) de un cable de conexión (18), estableciéndose la conexión eléctrica preferiblemente por soldadura, adhesión, enclavamiento y/o calafateo de los hilos de conexión (9, 17), que con esta finalidad se disponen preferiblemente solapados por secciones.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 18,

caracterizado por que el elemento de soporte (1), incluyendo la al menos una resistencia de medición (5) y los hilos de conexión (9, 17), se introduce en un molde de inyección y se recubre de plástico (25), utilizándose preferiblemente un plástico eléctricamente aislante y termoconductor (25).