FR2930990A1

FR2930990A1 - Bundle of electric wires or cables and temperature probe assembly for motor vehicle, has temperature probe with two wires, each being made of copper and constantan alloy to deliver electromotive force to obtain thermocouple function

Info

Publication number: FR2930990A1
Application number: FR0802524A
Authority: FR
Inventors: Bruno Flores
Original assignee: Leoni Wiring Harnesses SA
Current assignee: Leoni Wiring Harnesses SA
Priority date: 2008-05-06
Filing date: 2008-05-06
Publication date: 2009-11-13

Abstract

The assembly has a bundle (1) comprising wires (2, 3), and a temperature probe formed of two wires (4, 5). Each of the wires (4, 5) is made of copper and constantan alloy to deliver an electromotive force for obtaining a thermocouple function. The wires (4, 5) are welded with each other along a welding interface formed by respective end sections (15, 16). The wires (2, 3) transport the data and/or power. The wires (4, 5) are set in contact with a heat-conducting plate forming a heat exchange surface.

Description

La présente invention se rapporte à un assemblage constitué d'un faisceau de fils ou câbles électriques et d'une sonde de température. La présente invention se rapporte également à un véhicule automobile comportant un assemblage du genre mentionné ci-dessus. On connaît déjà, notamment dans le domaine automobile, le fait d'utiliser une sonde de température. Ces sondes de température sont basées sur l'utilisation de CTN. Or, les sondes CTN sont coûteuses et fragiles. En outre, pour réaliser une sonde complète, le processus est complexe. En particulier, on ne peut pas réaliser une sonde surfacique (appelée aussi intégrale) en utilisant un même processus. La présente invention vise à surmonter les inconvénients de l'art antérieur en mettant à disposition un faisceau de fils ou câbles électriques comportant une sonde de température que l'on peut fabriquer de manière très simple et sous une forme ponctuelle ou surfacique (ou intégrale). The present invention relates to an assembly consisting of a bundle of electrical wires or cables and a temperature probe. The present invention also relates to a motor vehicle having an assembly of the kind mentioned above. It is already known, particularly in the automotive field, the fact of using a temperature sensor. These temperature probes are based on the use of CTN. However, NTC probes are expensive and fragile. In addition, to make a complete probe, the process is complex. In particular, one can not realize a surface probe (also called integral) using the same process. The present invention aims to overcome the drawbacks of the prior art by providing a bundle of electrical wires or cables comprising a temperature probe that can be manufactured very simply and in a point or surface (or integral) form. .

Suivant l'invention, un assemblage comportant un faisceau de fils ou câbles électriques et une sonde de température, est caractérisé en ce que le faisceau de fil comporte au moins trois fils et la sonde de température est constituée de deux fils du faisceau de fils, chacun en un alliage respectif permettant de délivrer une force électromotrice pour obtenir une fonction de thermocouple. De préférence, __es deux fils du faisceau formant la sonde sont soudés l'un à l'autre, notamment suivant un interface de soudure formé par deux tronçons d'extrémité respectifs mutuellement soudés. De préférence, le au moins un fil restant est destiné au transport de données ou de puissance. Ainsi, suivant l'invention, on se passe maintenant de l'utilisation de sondes de type CTN et on les remplace Par une fonction de thermocouple réalisée par deux fils en alliage respectif permettant d'obtenir un thermocouple suivant un type T, K, J, D, etc., les deux fils étant intégrés dans le faisceau de fils électriques, pour ainsi obtenir une sonde de température. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, les deux fils formant la sonde sont respectivement un fil de cuivre et un fil en alliage constantan (de 45 à 60 % en cuivre/de 65 à 40 % en nickel) pour obtenir un thermocouple de type T. L'avantage de ce thermocouple de type T est que l'on peut traiter les deux fils avec des processus standards de coupe et donc obtenir un gain car il n'est pas nécessaire de prévoir des investissements spécifiques supplémentaires à la mise en oeuvre de ces deux fils dans le cadre de faisceaux de fils électriques dans le domaine automobile. De préférence, le point de jonction entre les deux alliages des deux fils, pour réaliser la fonction thermocouple proprement dite, se fait sans ajout de matière. En particulier, la jonction est réalisée par soudure par ultrason ou par compactage, notamment par sertissage. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, les deux fils sont mis en contact l'un avec l'autre, notamment soudés par ultrason, sertis ou compactés, et sont en outre mis en contact l'un et l'autre avec une plaque thermo conductrice, dont la fonction est de former une plaque d'échange, l'ensemble formant ainsi une sonde surfacique ou intégrale. Certes, cette manière de faire peut amener à déséquilibrer le couple par un jeu de matières, mais permet d'avoir plus facilement une sonde dite intégrale ou surfacique réalisant une moyenne de température dans une veine d'air à partir d'une surface thermo conductrice (par exemple en cuivre). Cependant ce déséquilibre peut être facilement compensé par l'électronique du véhicule ou, à défaut, en mettant entre le thermocouple formé par les deux fils et la plaque une matière isolante électriquement mais non thermiquement. Des exemples d'application de sonde (ponctuelle ou surfacique ou intégrale) de ce genre se trouveront facilement dans un appareil de climatisation, dans la régulation de nappes chauffantes dans les sièges, dans la prise de température en vue de prévenir le givrage, dans une sonde de température en façade avant, dans une sonde de température de l'air extérieur pour un affichage sur l'ordinateur de bord, etc. According to the invention, an assembly comprising a bundle of electric wires or cables and a temperature probe, is characterized in that the wire bundle comprises at least three wires and the temperature probe consists of two son of the bundle of wires, each in a respective alloy for delivering an electromotive force to obtain a thermocouple function. Preferably, the two son of the beam forming the probe are welded to each other, in particular according to a solder interface formed by two respective mutually welded end sections. Preferably, the at least one remaining wire is for data transport or power. Thus, according to the invention, the use of NTC type probes is now dispensed with and replaced by a thermocouple function performed by two respective alloy wires making it possible to obtain a thermocouple according to a T, K, J type. , D, etc., the two son being integrated in the wiring harness, to thus obtain a temperature probe. According to a preferred embodiment of the invention, the two son forming the probe are respectively a copper wire and a constantan alloy wire (45 to 60% copper / 65 to 40% nickel) to obtain a thermocouple The advantage of this type T thermocouple is that both yarns can be processed with standard cutting processes and thus obtain a gain because it is not necessary to provide additional specific investments for the implementation. implementation of these two son in the context of bundles of electrical son in the automotive field. Preferably, the junction point between the two alloys of the two son, to achieve the thermocouple function itself, is done without adding material. In particular, the junction is made by ultrasonic welding or by compacting, in particular crimping. According to a preferred embodiment of the invention, the two son are brought into contact with each other, in particular ultrasonically welded, crimped or compacted, and are further brought into contact with each other. a thermo-conductive plate whose function is to form an exchange plate, the assembly thus forming a surface or integral probe. Admittedly, this way of doing things can lead to imbalance the torque by a set of materials, but makes it easier to have a so-called integral or surface probe performing an average temperature in a stream of air from a thermally conductive surface. (eg copper) However this imbalance can be easily compensated by the vehicle electronics or, failing that, by putting between the thermocouple formed by the two son and the plate an electrically insulating material but not thermally. Examples of probe application (point or surface or integral) of this kind will be easily found in an air conditioning unit, in the regulation of heating pads in the seats, in the temperature measurement to prevent icing, in a temperature sensor on the front panel, in an outdoor air temperature sensor for display on the on-board computer, etc.

Suivant un mode de réalisation préféré, un surmoulage est moulé sur au moins les deux fils du faisceau formant la sonde, notamment sur tout le faisceau. Suivant un perfectionnement, un circuit électronique lié à la sonde est noyé dans le surmoulage. Suivant un perfectionnement de l'invention, le surmoulage moulé autour des deux fils formant la sonde est constitué d'une couche de matière de moulage, notamment thermoplastique, qui forme une enveloppe autour des deux fils formant la sonde, l'enveloppe comportant une première zone ayant une première plus grande dimension transversale, notamment un premier diamètre, et une deuxième zone ayant une deuxième plus grande dimension transversale, notamment un deuxième diamètre, la deuxième zone entourant au moins en partie, de préférence complètement, les deux tronçons d'extrémité des deux fils soudés l'un à l'autre, et la deuxième plus grande dimension transversale (mesurée dans la direction perpendiculaire aux fils) est inférieure à la première plus grande dimension transversale. De préférence, l'enveloppe ou couche de matière de moulage s'étend au delà des tronçons d'extrémité, de sorte que l'enveloppe a, au delà de la deuxième zone qui entoure les tronçons d'extrémité, une troisième zone d'extrémité. De préférence, la troisième zone d'extrémité a une plus grande dimension transversale plus grande que celle de la deuxième zone, de sorte qu'il est formé une encoche annulaire au niveau des deux tronçons d'extrémité des fils de la sonde. De préférence, la troisième zone d'extrémité a une plus grande dimension transversale égale à celle de la deuxième zone. According to a preferred embodiment, an overmolding is molded on at least the two son of the beam forming the probe, especially over the entire beam. According to an improvement, an electronic circuit connected to the probe is embedded in the overmoulding. According to an improvement of the invention, the overmolding molded around the two son forming the probe consists of a layer of molding material, in particular thermoplastic, which forms an envelope around the two son forming the probe, the envelope comprising a first zone having a first largest transverse dimension, in particular a first diameter, and a second zone having a second largest transverse dimension, in particular a second diameter, the second zone surrounding at least partly, preferably completely, the two end sections of the two wires welded to each other, and the second largest transverse dimension (measured in the direction perpendicular to the wires) is smaller than the first largest transverse dimension. Preferably, the envelope or layer of molding material extends beyond the end sections, so that the envelope has, beyond the second zone which surrounds the end sections, a third zone of end. Preferably, the third end zone has a greater transverse dimension greater than that of the second zone, so that an annular notch is formed at the two end sections of the son of the probe. Preferably, the third end zone has a larger transverse dimension equal to that of the second zone.

De préférence, l'épaisseur de matière du surmoulage de la première zone est supérieure à l'épaisseur de matière de surmoulage de la deuxième zone autour des deux tronçons de fil. La présente invention se rapporte également à une sonde de température comportant deux fils, chacun en un alliage respectif permettant de délivrer une force électromotrice pour obtenir une fonction de thermocouple, dont des tronçons d'extrémité respectifs sont soudés l'un à l'autre et la sonde est entourée d'une enveloppe en matière de moulage comme définie ci dessus. La présente invention se rapporte également à un véhicule automobile comportant un assemblage suivant l'invention. On décrit maintenant un mode de réalisation 30 préféré de l'invention en se reportant aux dessins dans lesquels, à la figure 1 il est représenté un assemblage suivant l'invention compertant un faisceau de fils électriques et une sonde de température, à la figure 2 il est représenté un assemblage suivant une variante de l'invention ; à la f gare 3 il est représenté une sonde suivant l'invention ; et à la figure 4 il est représenté une sonde suivant un autre mode de réalisation de l'invention. A la figure 1, il est représenté un faisceau 1 de fils électriques 2, 3, 4, 5. Parmi ces fils électriques, les fils 4 et 5 sont respectivement en cuivre et en alliage constantan (60 % de cuivre/40 % de nickel). Ces deux fils forment un thermocouple. Ces deux fils sont soudés l'un à l'autre sur deux tronçons respectifs d'extrémité par épissurage à ultrasons ou par compactage. On obtient ainsi, par cette soudure, la fonction de thermocouple, en raison de la différence entre les deux matériaux soudés l'un à l'autre qui, ainsi, forment entre eux une force électromotrice permettant de déterminer une température qui est fonction de la force électromotrice mesurée. Preferably, the material thickness of the overmolding of the first zone is greater than the thickness of overmoulding material of the second zone around the two sections of wire. The present invention also relates to a temperature probe comprising two wires, each of a respective alloy for delivering an electromotive force to obtain a thermocouple function, whose respective end sections are welded to each other and the probe is surrounded by a casing of molding material as defined above. The present invention also relates to a motor vehicle comprising an assembly according to the invention. A preferred embodiment of the invention will now be described with reference to the drawings in which, in FIG. 1, there is shown an assembly according to the invention comprising a bundle of electrical wires and a temperature probe, in FIG. an assembly according to a variant of the invention is shown; in station 3 there is shown a probe according to the invention; and in Figure 4 there is shown a probe according to another embodiment of the invention. In FIG. 1, there is shown a bundle 1 of electrical wires 2, 3, 4, 5. Among these electrical wires, the wires 4 and 5 are respectively of copper and of constantan alloy (60% copper / 40% nickel ). These two wires form a thermocouple. These two son are welded to each other on two respective end sections by ultrasonic splicing or compaction. Thus, by this welding, the thermocouple function is obtained because of the difference between the two materials welded to each other, which thus form between them an electromotive force making it possible to determine a temperature which is a function of the measured electromotive force.

Les fils restants du faisceau, qui ne forment pas de sonde sont destinés à transporter des données et/ou de la puissance et peuvent être en le même matériau que les dits deux fils, par exemple en Cuivre, mais peuvent être également en un matériau différent, par exemple en Aluminium, voire en des matériaux non métalliques ou non conducteur de l'électricité, par exemple il peut s'agir de câbles à base de fibres optiques. Chaque fil du thermocouple comporte une section d'extrémité 15 et 16 respectivement en contact mutuellement l'une avec l'autre après soudure par ultrason. La soudure peut être faite de manière générale par un procédé sans apport de matière de soudure, notamment par soudure au Laser, soudure ultrasonique, soudure par compactage, notamment par sertissage, soudure électrique ou analogue. Suivant un autre mode de réalisation possible de l'invention, les fils 4' et 5', toujours en cuivre et en constantan, sont sertis ou mis en contact sur une plaque 7 thermo conductrice, par exemple en cuivre. Chaque fil du thermocouple comporte une section d'extrémité 15' et 16' respectivement en contact mutuellement l'une avec l'autre après soudure ou sertissage. Le sertissage entre la plaque de cuivre et les deux fils se fait sur une surface 17 de la plaque thermo conductrice qui eso de plus grande dimension d'aire que la surface des deux sections 15' et 16' des deux fils qui viennent en contact l'un avec l'autre. On obtient ainsi ce que l'on appelle une sonde Intégrale ou Surfacique, qui permet d'améliorer la représentativité de la mesure de la température de la veine d'air de la sonde en réalisant une moyenne des températures détectées sur toute la surface de la plaque 7. L'ensemble du faisceau peut être surmoulé par une matière thermoplastique. On peut également ajouter dans la matière thermoplastique de surmoulage un circuit imprimé, directement dans le surmoulage entourant les fils électriques. Ce circuit imprimé peut par exemple être le circuit de traitement des données prélevées par la sonde. A la figure 3, il est représenté une extrémité d'une sonde suivant l'invention comportant un surmoulage. The remaining wires of the beam, which do not form a probe, are intended to carry data and / or power and may be of the same material as said two wires, for example Copper, but may also be of a different material. for example aluminum, or even non-metallic materials or non-conductive electricity, for example it may be optical fiber-based cables. Each thermocouple wire has an end section 15 and 16 respectively in contact with each other after ultrasonic welding. The welding can be made generally by a process without adding welding material, in particular by laser welding, ultrasonic welding, compacting welding, in particular by crimping, electric welding or the like. According to another possible embodiment of the invention, the son 4 'and 5', always made of copper and constantan, are crimped or placed in contact on a thermally conductive plate 7, for example copper. Each wire of the thermocouple has an end section 15 'and 16' respectively in contact with each other after soldering or crimping. The crimping between the copper plate and the two wires is done on a surface 17 of the thermo-conductive plate which is larger in area than the surface of the two sections 15 'and 16' of the two wires coming into contact with each other. with each other. We thus obtain what we call an Integral or Surface probe, which improves the representativity of the measurement of the temperature of the airstream of the probe by realizing an average of the temperatures detected on the whole surface of the plate 7. The whole beam can be overmoulded by a thermoplastic material. It is also possible to add in the thermoplastic molding material a printed circuit, directly in the overmoulding surrounding the electrical wires. This printed circuit may for example be the circuit for processing the data taken by the probe. In Figure 3, there is shown an end of a probe according to the invention comprising an overmoulding.

Le surmoulage 20 est constitué d'une enveloppe cylindrique circulaire ayant un premier tronçon 21 d'un premier diamètre, un deuxième tronçon 22 d'un deuxième diamètre et un troisième tronçon 23 d'extrémité ayant un troisième diamètre. Les premier et troisième diamètres sont égaux. Ils pourraient être différents. Le premier diamètre est supérieur au deuxième diamètre de sorte qu'il est formée dans le surmoulage 20 une encoche annulaire 24. Cette encoche annulaire 24 et le deuxième tronçon 22 entoure les deux tronçons 15 et 16 d'extrémité soudés l'un à l'autre des deux fils. On obtient ainsi un écoulement aéraulique convenable autour des deux tronçons des deux fils, ce qui favorise la fiabilité des mesures de la sonde. Overmolding 20 consists of a circular cylindrical envelope having a first section 21 of a first diameter, a second section 22 of a second diameter and a third end section 23 having a third diameter. The first and third diameters are equal. They could be different. The first diameter is greater than the second diameter so that it is formed in the overmolding 20 an annular notch 24. This annular notch 24 and the second section 22 surrounds the two end sections 15 and 16 welded to each other. other of the two sons. A suitable air flow is thus obtained around the two sections of the two wires, which favors the reliability of the measurements of the probe.

On pourrait également prévoir, comme représenté à la figure 4, dans laquelle les éléments ayant les mêmes fonction que ceux de la figure 3 ont été affectés des même références numériques, que le troisième tronçon du surmoulage ait le même diamètre que le deuxième tronçon. One could also provide, as shown in Figure 4, wherein the elements having the same function as those of Figure 3 have been assigned the same reference numerals, the third section of overmoulding has the same diameter as the second section.

On pourrait également prévoir qu'il n'y ait pas de troisième tronçon, les deux fils 15 et 16 s'étendant alors sensiblement jusqu'à l'extrémité distale de la sonde. Les deux tronçons 15 et 16 d'extrémité s'étendent sur toute l'extension longitudinale de l'encoche 24 annulaire. Ils pénètrent également dans le tronçon 23 d'extrémité de l'enveloppe. De préférence, ils ne s'étendent pas jusqu'au bout du tronçon 23. On pourrait également prévoir que les deux tronçons 15 et 16 ne s'étendent pas sur toute la longueur de l'encoche 24 et se terminent avant d'atteindre le tronçon 23 de l'enveloppe. De préférence, l'épaisseur du surmoulage autour des deux tronçons d'extrémité des fils, c'est à dire au niveau du deuxième tronçon de l'enveloppe doit être la plus fine possible afin de ne pas augmenter le temps de réponse à un changement de température. On pourrait également prévoir un surmoulage identique à celui de la figure 3 autour d'un faisceau de fils comportant outre les deux fils formant la sonde des fils supplémentaires, notamment les fils 2 et 3. L'épaisseur de la matière thermoplastique formant le surmoulage est supérieure au niveau du premier tronçon par rapport à celle du deuxième tronçon qui entoure les deux tronçons 15, 16 (ou 15', 16') de fil. Cette deuxième épaisseur moindre est également inférieure à l'épaisseur de la matière thermoplastique du troisième tronçon, qui peut notamment être plein comme à la figure 4. On pourrait également prévoir des ailettes en forme de rainure issues du deuxième tronçon du surmoulage pour améliorer l'échange thermique.15 It could also be expected that there is no third section, the two son 15 and 16 then extending substantially to the distal end of the probe. The two sections 15 and 16 end extend over the entire longitudinal extension of the annular slot 24. They also penetrate into the end section 23 of the envelope. Preferably, they do not extend to the end of the section 23. It could also be expected that the two sections 15 and 16 do not extend over the entire length of the notch 24 and end before reaching the section 23 of the envelope. Preferably, the thickness of the overmolding around the two end sections of the wires, that is to say at the second section of the envelope must be as thin as possible so as not to increase the response time to a change temperature. One could also provide an overmolding identical to that of Figure 3 around a wire bundle having besides the two son forming the probe additional son, including the son 2 and 3. The thickness of the thermoplastic forming the overmolding is greater than the level of the first section relative to that of the second section which surrounds the two sections 15, 16 (or 15 ', 16') of wire. This second smaller thickness is also smaller than the thickness of the thermoplastic material of the third section, which can in particular be full as in FIG. 4. It would also be possible to provide groove-shaped fins coming from the second section of the overmoulding to improve the heat exchange.15

Claims

REVENDICATIONS1. Assembly comprising a bundle (1) of wires (2, 3, 4, 5) or electrical cables and a temperature probe, characterized in that the wire bundle comprises at least three wires and the temperature probe consists of two wires (4, 5, 4 ', 5') of the wire bundle, each of a respective alloy for delivering an electromotive force to obtain a thermocouple function.

2. Assembly according to claim 1, characterized in that the two son of the beam forming the probe are welded to one another.

3. An assembly according to claim 2, characterized in that the welding of the two son is carried out according to a welding interface formed by two mutually welded respective end sections.

4. Assembly according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one wire (2, 3) remaining is for the data transport and / or power.

5. Assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the two son are respectively a copper wire and a constantan alloy wire to obtain a thermocouple type T.

6. Assembly according to one of claims 2 to 5, characterized in that the two son (4 ', 5') are brought into contact (for example welded, crimped or glued) to each other with a plate (7) thermally conductive, in particular copper, forming a heat exchange surface.

7. An assembly according to one of claims 2 to 6, characterized in that the welding between the two alloys of the two son, thereby forming the thermocouple function itself, is done without adding material.

8. Assembly according to claim 7, characterized in that this welding is done by ultrasound.

9. Assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that overmolding is molded at least around the two son formar..t the probe, especially around the beam.

10. Assembly according to claim 9, characterized in that an electronic circuit connected to the probe is also embedded in this overmolding.

11. The following assembly = _a claim 8 or 9, characterized in that the overmoulding molded around the two son forming the probe consists of a layer of molding material, especially thermoplastic, which forms an envelope around the two son forming the probe , the envelope comprising a first zone having a first larger transverse dimension, in particular a first diameter, and a second zone having a second largest transverse dimension, in particular a second diameter, the second zone surrounding at least partly, preferably completely , the two end portions of the two son welded to each other, and the second largest transverse dimension (measured in the direction perpendicular to the son) is less than the first largest transverse dimension.

12. An assembly according to claim 11, characterized in that the envelope or layer of molding material extends beyond the end sections, so that the envelope has, beyond the second zone which surrounds the segments of end, a third end zone.

13. An assembly according to claim 12, characterized in that the third end zone has a greater transverse dimension larger than that of the second zone, so that an annular notch (24) is formed at both ends. end sections of the probe wires.

14. Assembly according to claim 12, characterized in that the third end zone has a larger transverse dimension equal to that of the second zone.

15. Assembly according to one of claims 11 to 14, characterized in that the material thickness of the overmoulding of the first zone is greater than the thickness of overmoulding material of the second zone around the two sections of wire.

16. A temperature probe comprising two wires, each of a respective alloy for delivering an electromotive force to obtain a thermocouple function, respective end sections of which are welded to each other and the probe is surrounded by a casing made of a molding material consisting of a layer of molding material, in particular thermoplastic, which forms an envelope around the two son forming the probe, characterized in that the casing comprises a first zone having a first greater transverse dimension and a second zone having a second largest transverse dimension, the second zone surrounding at least in part, preferably completely, the two end sections of the two son welded to each other, and the second largest transverse dimension ( measured in the direction perpendicular to the wires) is smaller than the first largest transverse dimension.

17. Probe according to claim 16, characterized in that the envelope or layer of molding material extends beyond the end sections, so that the envelope has, beyond the second zone which surrounds the sections. end, a third end zone.

18. A probe according to claim 17, characterized in that the third end zone has a larger transverse dimension than the second zone, so that an annular notch (24) is formed at both ends. end sections of the probe wires.

19. Probe according to claim 17, characterized in that the third end zone has a larger transverse dimension equal to that of the second zone.

20. Probe according to one of claims 16 to 19, characterized in that the material thickness of the overmolding of the first zone is greater than the thickness of overmoulding material of the second zone around the two sections of wire.

21. Motor vehicle comprising an assembly according to one of claims 1 to 15 and / or a probe according to one of claims 16 to 20.