DE3134166A1

DE3134166A1 - Temperaturfuehler

Info

Publication number: DE3134166A1
Application number: DE19813134166
Authority: DE
Inventors: Claude 67120 Duttlenheim Bleger; Peter Dipl.-Ing. 7582 Bühlertal Nolting
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-08-28
Filing date: 1981-08-28
Publication date: 1983-03-10
Also published as: JPS5845528A; DE3134166C2; FR2512202B1; FR2512202A1; US4516106A; JPH0261696B2

Description

3134766

2k."8. 1981 Vo/Wl

ROBERT BOSCH GMBH₅ 7000 Stuttgart 1

Temperaturfühler

Stand der Technik

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

Vorteile der Erfindung

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

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

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur T ein erstes Ausführungsbeispiel' eines Temperaturfühlers, Figur' 2, Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Temperaturfühlers in zwei Ansichten, Figur h ein Temperaturfühler gemäß Figur 2 und 3, eingebaut in ein erstes Ausführungsbeispiel· eines Luftführungsgehäuses, Figur 5 und 6 den Temperaturfühler gemäß Figur 2 und 3 eingebaut in ein zweites Ausführungsbeispiel eines Luftführungsgehäuses.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

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

Die Anschlußdrähte k, 5 sind elektrisch und wärmeleitend mit Leiterbahnen verlötet, die auf einen Träger 7 aus einem elektrisch nicht und in die Wärme'zumindest schlecht leitenden Werkstoff aufgebracht sind. Bei -dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Träger J etwa aus einer Pertina'x-platt e, auf die aus Kupfer beistehende Leiterbahnen - etwa nach Art an sich bekannter Schaltplatinen kaschiert sind. Im Verbindungsbereich mit'den - möglichst kurz gehaltenen - Anschlußdrähten ^₉ 5, ist jede Leiterbahn zu einer Sensorfläche 8 vergrößert. In der Sensorfläche ist jeweils der Anschlußdraht k bzv. 5 in bekannter Art und Weise in einer Bohrung mit einer möglichst kleinflächig gehaltenen Lötung verbunden.

Die in Strömungsrichtung 6 gesehen im vorderen Bereich des Trägers 7 jeweils angeordnete Sensorfläche 8 schließt sich eine Zuleitung 9 an, die mäanderförmig ausgebildet ist und sich zur Strömungsrichtung gesehenen hinteren Ende des Trägers 7 erstreckt. Jede der Zuleitungen 9 weist mindestens eine Einschnürung 10 auf, die hier unmittelbar Ln der Nähe des Übergangs in die Sensorfläche 8 angeordnet ist.' Jede Zuleitung 9 weist an ihrem der Sensorfläche 8 angewandten Ende eine vergrößerte Kontaktfläche 11 auf. Jed-i Kontaktfläche wiederum wird mit in der Zeichnung dargestellten elektrischen Anschlüssen versehen.

Der - wie Figur 1 zeigt - in Form einer rechteckigen Platine ausgestaltete Träger 7 weist auf jeder ihrer beiden Längsseiten seitlich vorstehende dreieckförmige Stege 12 auf, deren Hilfe der Träger zwischen den Wandungen des Luftkanals 1. eingeklemmt ist.

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

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. -y- . κ. 7282

Sensorflächen 8 nehmen die Temperatur der Temperaturfühler vorbeiströmenden Luft an. Eine Temperaturinderung bewirkt eine Widerstandsänderung des Temperaturfühlers; diese Widerstandsänderung wird als Meßsignal an den Kontaktflächen 11 abgegriffen und beispielsweise zur Regelung oder Steuerung einer Heiz- oder Klimaanlage des Kraftfahrzeugs verwendet. Trotz Verwendung der dünnen, beide relativ kurzen AnSchlußdrahten U₃ 5 ergibt sich ein Temperaturfühler mit ausreichender mechanischer Stabilität, die besonders für den Einsät·.·, in einem Kraftfahrzeug notwendig ist. Über die Bestimmung der Größe der Sensorflächen 8 bietet sich eine Variabionsmöglichkeit der temperatufühlenden Oberfläche, zum Zweck des schnellen Ansprechens auch bei kleinen Luftgeschwindigkeiten im Luftkanal 1. Durch die mäanderförmige Ausgestaltung der Zuleitungen 9» insbesondere durch die Einschnürungen 10 wird die Zu- und Abfuhr von Wärme über die elektrischen Zuleitungen, die den Meßwert verfälschen könnten, verhindert. Dem gleichen Zweck dienen die dreie-ckförmig ausgestalteten Stege 12, die eine Zu- und Abfuhr von Wärme zum Träger auf die Wandung des Luftkanals 11 verhindern.

In den Figuren 2 und 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Meßi-lements beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel eines Temperaturfühlers 22 ist wiederum ein Meßelement 23, das dem des ersten Ausführungsbeispiel· entspricht, über Anschlußdrähte 2k, 25 mit Leiterbahnen auf einem platinenförmigen Träger 27 durch Lötungen verbunden'. Im Verbindungsbereich sind die beiden Leiterbahnen jeweils zu Sensorflächen 28 vergrößert, während die Zuleitungen 29 zu den-Sensorflächen 28 ebenfalls mäanderförmig ausgebildet sind. Am Übergang jeder Zuleitung 29 ist wiederum jeweils, eine Einschnürung 30 angeordnet. Das der Sensorfläche 28 gegenüberliegende Ende der Zuleitung 29 weist wieder eine νer—

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

Die Funktion dieses Temperaturfühlers ist Tollkommen gleich wie die Funktion des ersten Ausführungsbeispiels. Allerdings ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Einbau des Temperaturfühlers in einen Luftkanal, der die zu messende Luft - oder ein anderes Medium - enthält₅ durch die Anordnung des Stekkerkörpers 33 wesentlich erleichtert. Dabei dient' die zylindrische Außenfläche des Steckerkörpers 33 der mechanischen Halterung und die" Steckerstifte der elektrischen -Verbindung des Temperaturfühlers mit Anschlußleitungen.

In Figur It- ist dargestellt, wie der in den Figuren 2 und 3 dargestellte Temperaturfühler, beispielsweise eingebaut werden kann. Der gesamte Temperaturfühler und damit der Träger 27 ist in einem hülsenförmigen Luftführungsteil 35 » angeordnet, dessen eine stirnseitige Öffnung 36 als Strömungsblende ausgebildet ist. Dabei liegt das Meßelement in unmittelbarer Nähe der Blendenöffnung. Das Luftführungsteil 35 sitzt mit seiner anderen stirnseitigen Öffnung 37 auf dem Steckerkörper 33 auf. In der Nähe des Steckerkörpers 33 weist die Wandung des Luftführungsteils .3-5 zwei gegenüberliegende Querbohrungen 38 auf.

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

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fahrzeuginnenraumverkleidung derart eingesetzt, daß der Flansch 39 an der Wandung It-O (strichpunktiert angedeutet) anliegt. Infolge eines im. Innenraum des Kraftfahrzeugs erzeugten geringen Überdrucks strömt die Luft durch die stirnseitige, als 'Strömungsblende ausgebildete Öffnung 36, in der sich das Meßelement 23 in das Luftführungsteil 3 5 ein. Durch die blendenförmige Ausgestaltung der Öffnung 36 strömt die Luft intensiv am Meßelement 23 vorbei und kann durch Querbohrungen 38 aus dem Luftführungsteil 35 austreten. Aus dem dem Luftführungsteil 35 abgesandten Teil des Steckerkörpers 33 wird ein an sich bekannter An- " schlußstecker für die Meßleitungen aufgesteckt.

In den Figuren 5 und 6 ist ein hülsenförmiges Luftführungsteil h5 dargestellt, das in Form eines Rohrknies ausgebildet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Anschlußdrähte 2U, :?5 des Meß"elements 23 derart abgebogen, daß das Meßelement in der stirnseitigen Öffnungen kS des einen Schenkels U7 des Oberknies - ähnlich wie im vorbeschriebenen Ausfüh— rungsbeispiel - zu liegen kommt. Der andere Schenkel k8 ist als Rohrstutzen ausgebildet, auf den ein Luftschlauch aufgeschoben werden kann. Der Luftkanal k9 im Innern des Schenkels kB mündet in den ersten Schenkel kf in der Nähe dea Trägers 27 ein.

D.er Träger 27 streckt sich im wesentlichen in Richtung des anderen Schenkels ^8 des Rohrknies, ist allerdings - wie Figur. 5 erkennen läßt - in einem Gehäusefortsatz 50 ausserhalb des Schenkels kB angeordnet.

Die Funktion dieses Ausführungsbeispiel ist sinngemäß die gleiche wie beim vorher beschriebenen. Infolge einer erzwungenen Luftströmung, die durch den auf den Schenkel kB.

aufgeschobenen 3 einen Unterdruck bereitstellenden Luftschlauch erzielt wird, strömt die Luft in Richtung kh am Meßelement 23 vorbei. Durch die besonders in Figur 6 erkenntliche Anordnung werden auch.die Anschlußdrähte 2^, 25 sowie die Sensorflächen 28 intensiv von der Luft bestrichen.. Über den Luftkanal k9 kann die Luft das Luftführungsteil ^5 wieder verlassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird auf den Steckerkörper 33 ein Anschlußstecker zur Ableitung der elektrischen Meßwerte aufgeschoben.

natürlich können bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Temperaturfühler 2₅ 22 auch die Zuleitungen 9, 29, 1O₃ zum Teil mit dem Werkstoff des Trägers T, 27 abgedeckt, vorzugsweise in den Träger eingeformt sein. Hierdurch
werden die Zuleitungen sowohl thermisch wie auch elektrisch noch besser vom zu messenden Medium isoliert.

Claims

7262

2U.8.I98I Vo/Wl

ROBERT BOSCH GMBH₅ TOOO Stuttgart 1

Ansprüche

1J Temperaturfühler mxt einem elektrischen, vorzugsweise pillenförmig ausgebildeten .Meßelement .wie WTC-Widerstand, inabesondere zur Temperaturmessung in «inem LuflkatiaL ι.-ίΐηΜ' Heiz- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, dessen.Anschlußdrähte zugleich als dessen Halterung und Sensorfläche dienen, dadurch gekennzeichnet₉ daß die Anschlußdrähte (U, 5 ₅ 2k, 25) elektrisch und wärmeleitend mit Leiterbahnen (8, 9, 28, 29) verbunden, insbesondere verlötet, sind, die. auf einem Träger (J, 27) aus einem elektrisch nicht und die Wärme zumindest schlecht leitendem Werkstoff aufgebracht sind, wobei die Leiterbahn im Verbindungsbereich zu einer Sensorfläche (8, 28) vergrößert ist, während die Zuleitung (9s 29) zur Sensorfläche (8, 28) mäanderförmig aus-gebildet ist.
2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mäanderförmige Zuleitung (9, 29) mindestens eine Einschnürung (10, 30) aufweist.

*· 72 6 2
3. Temperaturfühler nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (9_S 29a 10, 30) zum Teil mit dem Werkstoff des Trägers (7> 27) abgedeckt, vorzugsweise in den Träger eingeformt ist.
h. Temperaturfühler nach Anspruch 1_S 2 oder 3_S dadurch gekennzeichnet j daß der Träger (7_S 27) die Form einer länglichen, vorzugsweise rechteckigen Platine hat.
5· Temperaturfühler nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils für sich Mäanderform aufweisende Leiterbahnen (9₅ 29) auf einem Träger (7» 27) nebeneinanderliegend angeordnet sind.
6. Träger nach einem der vorangehenden Anspruches dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement (3, 23) vor einer schmalen Seite des rechteckigen Trägers (7₅ 27) angeordnet ist. .
7· Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung (9_S 29) an ihrem der Sensorfläche (8, 28) gegenüberliegenden· Ende eine vergrößerte Kontaktfläche (11, 31) aufweist.

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8. Träger nach Anspruch Ts dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (27) an den Kontaktflächen (31) mib vorzugsweise in einem Steckerkörper (33) angeordneten oder eingeformten Steckerstiften (32) verbunden₃ insbesondere verlötet ist.
"""-ι 9- Temperaturfühler nach Anspruch 8_S dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (27) wenigstens zum Teil 'in den aus 'Kunststoff "bestehenden Steckerkörper (33) einget'ormt ist.
10. Temperaturfühler nach einem der vorangehenden Ansprüche₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (7) zwischen den Wandungen des Luftkanals (1), insbesondere über seitlich vorstehende, dreieckförmige Stege (12) eingeklemmt ist.
11. Träger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnets daß der Träger (27) in einem hülsenförmigen

• Luftführungsteil (35) » dessen eine stirnseitige Öffnung (36) als Strömungsblende ausgebildet ist, derart angeordnet ist, daß das Meßelement (23) in oder in unmittelbarer Nähe der Blendenöffnung liegt.

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

13· Temperaturfühler nach einem, der vorangehenden Ansprü- ehe, dadurch gekennzeichnet, daß das hülsenförmige Luftführungsteil (^5) in Form eines Rohrknies ausgebildet ist, das die Anschlußdrähte des Meßelements (23) derart abgebogen sind, daß das Meßelement (23) in einem Schenkel (i+7) des Rohrknies, vorzugsweise im oder in unmittelbarer Nähe seiner stirnseitigen Öffnung (h6) liegt, während der Träger (27) sich im wesentlichen in Richtung des anderen Schenkels (U8) erstreckend in einem Gehäusefortsatz (50) angeordnet ist.