DE4318486A1 - Temperatursensor mit zwei auf Temperatur ansprechenden Meßelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor mit zwei auf Temperatur ansprechenden Meßelementen in Form einer Scheibe, Pille oder dergleichen, welche jeweils unter Zwischenschaltung einer Kontaktplatte und einer Isolie­ rung am Boden eines rohrförmigen Fühlergehäuses angeord­ net sind und bei dem die Kontaktierung der beiden Meßele­ mente jeweils über zwei Druckfedern erfolgt, von denen eine sich unmittelbar auf einer Stirnfläche des Meßele­ mentes und die andere sich auf der Kontaktplatte ab­ stützt.

Temperatursensoren der vorstehenden Art werden beispiels­ weise eingesetzt, wenn beim Überschreiten einer festge­ legten Temperaturschwelle gleichzeitig eine Anzeige und eine Regelelektronik angesteuert werden sollen. Da die Anzeige im Vergleich zur Regelelektronik einen relativ hohen Strom benötigt, kommt es bei dem für die Anzeige bestimmten Meßelement zu einer verhältnismäßig hohen Auf­ heizung. Die Erwärmung dieses Meßelementes führt dazu, daß von ihm zugleich das unmittelbar benachbarte zweite Meßelement aufgeheizt wird, so daß es zu einem falschen Meßwert kommt. Abgesehen von diesem funktionellen Nach­ teil sind Temperatursensoren mit zwei nebeneinander ange­ ordneten Meßelementen im Durchmesser unerwünscht groß, so daß sie meist nicht mehr einfach in eine Gewindebohrung eines Gehäuses oder einer Rohrleitung eingeschraubt wer­ den können.

Um den Durchmesser von Temperatursensoren mit zwei Meß­ elementen zu verringern und die gegenseitige Beeinflus­ sung der Meßelemente durch Wärmeübertragung auszuschlie­ ßen, hat man auch schon bei Temperatursensoren ein Meß­ element in der Sensorspitze und das andere im Sensorkopf angeordnet. Da bei dem Meßelement im Sensorkopf jedoch kein direkter Wärmekontakt zu dem Medium besteht, dessen Temperatur gemessen werden soll, ist mit einer großen Meßungenauigkeit und einer hohen Trägheit des Meßelemen­ tes zu rechnen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Tempera­ tursensor der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß er einen möglichst geringen Durchmesser und eine hohe An­ sprechgeschwindigkeit hat, dessen beide Meßelemente sich jedoch durch Erwärmung möglichst wenig gegenseitig beein­ flussen.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nur ein Meßelement auf dem Boden des Fühlergehäuses und das andere Meßelement in einem unmittelbar oder mittelbar auf dem Boden des Fühlergehäuses abgestützten und ober­ halb des bodenseitigen Meßelementes vorgesehenen Halter angeordnet ist, welcher zwei Durchlässe hat, durch den die Druckfedern für die Kontaktierung des auf dem Boden des Fühlergehäuses angeordneten Meßelementes geführt sind.

Da bei dem erfindungsgemäßen Temperatursensor die beiden Meßelemente statt nebeneinander übereinander angeordnet sind, braucht sein Durchmesser nicht größer zu sein als bei einem Temperatursensor mit nur einem Meßelement. Der das obere Meßelement tragende Halter schützt zugleich dieses Meßelement vor von dem unteren Meßelement abgege­ bener Wärme, so daß beide Meßelemente ohne unerwünscht große gegenseitige Beeinflussung arbeiten können. Da bei dem erfindungsgemäßen Temperatursensor beide Meßelemente in der Sensorspitze angeordnet sind, vermögen sie rasch auf Temperaturänderungen des Mediums zu reagieren, dessen Temperatur sie messen sollen.

Konstruktiv besonders einfach ist der Temperatursensor gestaltet, wenn die Kontaktplatten jeweils als in ver­ schiedene Richtungen verlaufende Leiterstreifen ausgebil­ det sind, auf dem an einem Ende das jeweilige von einer Druckfeder kontaktierte Meßelement und am gegenüberlie­ genden Ende die andere Druckfeder abgestützt ist.

Der Halter des oberen Meßelementes ist besonders einfach gestaltet und allein durch Einschieben in das Fühlerge­ häuse zu montieren, wenn er gemäß einer anderen Ausge­ staltung der Erfindung einen das Meßelement und die Kon­ taktplatte aufnehmenden Grundkörper mit einem mittigen Fuß hat, mit dem er mittelbar oder unmittelbar auf dem Boden des Fühlergehäuses abgestützt ist.

Die Kontaktplatte und das Meßelement können auf einfache Weise von oben her in den oberen Halter eingelegt werden, wenn der Halter eine nach oben hin offene Nut hat, in der die streifenförmige Kontaktplatte und das Meßelement ein­ gelegt sind.

Die Befestigung und Kontaktierung des unteren Meßelemen­ tes im Fühlergehäuse kann vergleichbar einfach erfolgen wie bei dem oberen Meßelementes, wenn gemäß einer beson­ ders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das untere Meßelement in einem Malteteil angeordnet ist, welches in Übereinstimmung mit dem Halter des zweiten Meßelementes eine nach oben hin offene Nut hat, in der die streifen­ förmige Kontaktplatte und das Meßelement eingelegt sind und mit der die Durchbrüche in dem darüber angeordneten Halter fluchten.

Die Wärme des Mediums wird besonders rasch vom Fühlerge­ häuse zu den beiden Meßelementen geleitet, so daß der Temperatursensor rasch auf Temperaturänderungen anzuspre­ chen vermag, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung das Fühlergehäuse im Bereich der beiden Meßele­ mente mit einem Wärmeleitöl oder Wärmeleitpaste gefüllt ist.

Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be­ schrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen horizontalen Schnitt durch einen Tem­ peratursensor nach der Erfindung,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den für die Erfindung wesentlichen unteren Bereich des Temperatursensors,

Fig. 3 einen gegenüber Fig. 2 um 90° verdrehten, senkrechten Schnitt durch den in Fig. 2 ge­ zeigten Temperatursensorbereich.

Die Fig. 1 zeigt innerhalb eines zylindrischen Fühlerge­ häuses 1 einen oberen Halter 2 aus einem elektrisch nicht leitenden Material. Dieser hat eine nach oben hin offene Nut 3, in die eine als metallischer Streifen ausgebildete Kontaktplatte 4 eingelegt ist, auf der ein auf Temperatur ansprechendes Meßelement 5 aufsitzt. Zur Kontaktierung des Meßelementes 5 von beiden Stirnseiten her stützt sich eine Druckfeder 6 von oben her auf dem Meßelement 5 und eine Druckfeder 7 auf der Kontaktplatte 4 ab.

Die Fig. 1 zeigt weiterhin zwei als Bohrungen ausge­ führte Durchlässe 8, 9. Durch jeden dieser Durchlässe 8, 9 führt eine Druckfeder 10, 11.

In Fig. 2 ist zu sehen, daß der Halter 2 aus einem zy­ lindrischen Grundkörper 12 und einem nach unten gerichte­ ten Fuß 18 besteht. Dargestellt sind in Fig. 2 die bei­ den Durchlässe 8, 9, die Nut 3 mit dem Meßelement 5 und der Kontaktplatte 4. Weiterhin sieht man die Druckfedern 6, 10 und 11.

Wie die Fig. 2 zeigt, hat das Fühlergehäuse 1 einen Bo­ den 13, auf dem ein Halteteil 14 aus elektrisch nicht leitendem Material aufsitzt. Dieses Halteteil 14 hat ge­ nau wie der Halter 2 eine nach oben hin offene Nut 15, in die eine Kontaktplatte 16 eingelegt ist. Ebenfalls in völliger Übereinstimmung mit dem Halter 2 sitzt auf der Kontaktplatte 16 ein Meßelement 17, auf das sich von oben her die Druckfeder 10 abstützt. Die durch den Durchlaß 9 des Halters 2 führende Druckfeder 11 stützt sich auf der Kontaktplatte 16 ab. Das Meßelement 17 wird somit von den beiden Druckfedern 10 und 11 kontaktiert, während die in Fig. 1 zu sehenden Druckfedern 6 und 7 das andere Meß­ element 5 kontaktieren.

Bei den beiden Meßelementen 5 und 17 handelt es sich je­ weils um ein elektronisches Bauteil, beispielsweise ein NTC-Element oder ein PTC-Element.

Die Fig. 3 zeigt, daß auch die Nut 3 im oberen Halter 2 radial nach außen gerichtet verläuft und verdeutlicht, wie die Kontaktierung des Meßelementes 5 durch die Druck­ federn 6, 7 und der Kontaktplatte 4 erfolgt.

Claims (6)

1. Temperatursensor mit zwei auf Temperatur ansprechenden Meßelementen in Form einer Scheibe, Pille oder derglei­ chen, welche jeweils unter Zwischenschaltung einer Kon­ taktplatte und einer Isolierung am Boden eines rohrförmi­ gen Fühlergehäuses angeordnet sind und bei dem die Kon­ taktierung der beiden Meßelemente jeweils über zwei Druckfedern erfolgt, von denen eine sich unmittelbar auf einer Stirnfläche des Meßelementes und die andere sich auf der Kontaktplatte abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Meßelement (17) auf dem Boden (13) des Füh­ lergehäuses (1) und das andere Meßelement (5) in einem unmittelbar oder mittelbar auf dem Boden (13) des Fühler­ gehäuses (1) abgestützten und oberhalb des bodenseitigen Meßelementes (17) vorgesehenen Halter (2) angeordnet ist, welcher zwei Durchlässe (8, 9) hat, durch den die Druck­ federn (10, 11) für die Kontaktierung des auf dem Boden (13) des Fühlergehäuses (1) angeordneten Meßelementes (17) geführt sind.

2. Temperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kontaktplatten (4, 16) jeweils als in ver­ schiedene Richtungen verlaufende Leiterstreifen ausgebil­ det sind, auf dem an einem Ende das jeweilige von einer Druckfeder (6, 10) kontaktierte Meßelement (5, 17) und am gegenüberliegenden Ende die andere Druckfeder (7, 11) ab­ gestützt ist.

3. Temperatursensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2) des oberen Meßelemen­ tes (5) einen das Meßelement (5) und die Kontaktplatte (4) aufnehmenden Grundkörper (12) mit einem mittigen Fuß (18) hat, mit dem er mittelbar oder unmittelbar auf dem Boden (13) des Fühlergehäuses (1) abgestützt ist.

4. Temperatursensor nach zumindest einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2) eine nach oben hin offene Nut (3) hat, in der die strei­ fenförmige Kontaktplatte (4) und das Meßelement (5) ein­ gelegt sind.

5. Temperatursensor nach zumindest einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Meßelement (17) in einem Halteteil (14) angeordnet ist, welches in Übereinstimmung mit dem Halter (2) des oberen Meßelementes (5) eine nach oben hin offene Nut (15) hat, in der die streifenförmige Kontaktplatte (16) und das Meßelement (17) eingelegt sind und mit der die Durchlässe (8, 9) in dem darüber angeordneten Halter (2) fluchten.

6. Temperatursensor nach zumindest einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerge­ häuse (1) im Bereich der beiden Meßelemente (5, 17) mit einem Wärmeleitöl oder Wärmeleitpaste gefüllt ist.