DE9116596U1

DE9116596U1 - Temperature sensor

Info

Publication number: DE9116596U1
Application number: DE9116596U
Authority: DE
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1991-03-18
Publication date: 1993-04-01
Anticipated expiration: 2001-03-19

Description

Temperature sensor

Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor mit einem FühLergehäuse, welches ein als PiLLe ausgebildetes, seinen eLektrischen Widerstand temperaturabhängig veränderndes, elektronisches Bauteil mit zwei Anschlußdrähten aufnimmt.The invention relates to a temperature sensor with a sensor housing which accommodates an electronic component with two connecting wires, designed as a pill, which changes its electrical resistance depending on the temperature.

Temperatursensoren müssen oftmals sehr rasch auf eine sich ändernde Temperatur ansprechen, damit Regelvorgänge rechtzeitig erfolgen können. Das ist beispielsweise bei einem Temperatursensor für den Luftstrom eines Turboladers der Fall. Bisher hat man für solche Temperatursensoren ein von Kunststoff ummanteltes NTC-Element eingesetzt, welches im Fühlergehäuse schwingungsfest gehalten wurde. Solche Temperatursensoren sprechen jedoch nicht immer rasch genug an, da ihr auf Temperatur ansprechendes Bauteil nicht unmittelbar dem Luftstrom ausgesetzt ist. Weiterhin wird für ein rasches Ansprechen zu viel Wärme vom Fühlergehäuse aufgenommen und abgeleitet. Eine zu einem rascheren Reagieren auf Temperaturänderungen führende Ausbildung scheiterte bislang an dem Erforder-Temperature sensors often have to respond very quickly to a changing temperature so that control processes can take place in a timely manner. This is the case, for example, with a temperature sensor for the air flow of a turbocharger. Up to now, such temperature sensors have used a plastic-coated NTC element that is held in place in the sensor housing to prevent vibration. However, such temperature sensors do not always respond quickly enough because their temperature-responsive component is not directly exposed to the air flow. Furthermore, too much heat is absorbed and dissipated by the sensor housing for a quick response. A design that would lead to a faster response to temperature changes has so far failed due to the need for

&eegr; i s , daß solche Temperatursensoren oftmals relativ starken Schwingungen standhalten müssen, beispielsweise dann, wenn sie in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.&eegr; i s that such temperature sensors often have to withstand relatively strong vibrations, for example when they are used in a motor vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperatursensor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er auf Temperaturänderung en möglichst rasch anspricht, dennoch aber ausreichend schwingungsunempfindlich ist, um im Kraftfahrzeug eingesetzt zu werden.The invention is based on the object of designing a temperature sensor of the type mentioned at the beginning in such a way that it responds to temperature changes as quickly as possible, but is nevertheless sufficiently insensitive to vibrations to be used in a motor vehicle.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bauteil ohne von einer Isolationshülle umschlossen zu sein außenseitig auf der Stirnfläche des Fühlergehäuses befestigt ist.This object is achieved according to the invention in that the component is attached to the outside of the front surface of the sensor housing without being enclosed by an insulating sheath.

Durch diese Anordnung des auf Temperatur ansprechenden Bauteils auf der Stirnfläche des Fühlergehäuses ist es bei Einbau des Temperatursensors in beispielsweise einem Luftkanal dem Luftstrom unmittelbar ausgesetzt, so daß es rasch auf Temperaturänderungen zu reagieren vermag. Die Befestigung auf der Stirnfläche ermöglicht es, auch bei Auftreten stärkerer Erschütterungen das Bauteil zuverlässig auf dem Füh I ergehäuse zu halten. Der Verzicht auf eine Isolationshülle für das elektronische Bauteil verkürzt die Ansprechzeit zusätzlich. Da das Bauteil frei auf der Stirnfläche sitzt und die Geometrie des Füh I erge hauses so gewählt ist, daß selbst bei ungünstiger Anströmrichtung ein genügend großer Luftstrom zum gegenüber angeordneten Anschlußdraht hingeleitet wird, kann der Temperatursensor &ogr;rientierungs los eingesetzt werden; die Anstromrichtung des zu messenden Mediums spielt keine Rolle.Due to this arrangement of the temperature-responsive component on the front face of the sensor housing, it is directly exposed to the air flow when the temperature sensor is installed in an air duct, for example, so that it can react quickly to temperature changes. The attachment to the front face makes it possible to hold the component reliably on the sensor housing even when strong vibrations occur. The absence of an insulating cover for the electronic component further shortens the response time. Since the component sits freely on the front face and the geometry of the sensor housing is selected so that even with an unfavorable flow direction, a sufficiently large air flow is directed to the connecting wire arranged opposite, the temperature sensor can be used without orientation; the flow direction of the medium to be measured is not important.

Besonders fest und dadurch schwingungsunempfindlich ist das Bauteil auf der Stirnfläche des Sensorgehäuses gehalten, wenn es mit einem Ende in eine flache Einbuchtung der Stirnfläche eingesetzt ist.The component is held particularly firmly and therefore insensitive to vibrations on the front face of the sensor housing if one end is inserted into a flat recess in the front face.

Das Bauteil ist sehr dauerhaft und auf kostengünstige Weise gehalten, wenn es durch Kleben auf der Stirnfläche des Fühlergehäuses befestigt ist.The component is held in place very permanently and in a cost-effective manner if it is attached to the front surface of the sensor housing by adhesive.

Die Anschlußdrähte sind ebenfalls dem zu messenden Medium ausgesetzt, so daß sie das Meßergebnis möglichst wenig beeinflussen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Anschlußdrähte des Bauteils mit Abstand entlang der Außenseite des Fühlergehäuses bis zu ihrer jeweiligen Kontaktfahne verlaufen.The connecting wires are also exposed to the medium to be measured so that they influence the measurement result as little as possible if, according to an advantageous development of the invention, the connecting wires of the component run at a distance along the outside of the sensor housing up to their respective contact lug.

Ein Kurzschluß des elektronischen Bauteiles durch Betauen der Stirnfläche des Sensorgehäuses mit dem Bauteil und den Anschlußdrähten kann ohne wesentliche Verminderung der Ansprechzeit dadurch vermieden werden, daß die Anschlußdrähte des Bauteiles elektrisch isoliert sind. Die Isolation der Anschlußdrähte kann durch einen Isolationsschlauch oder durch eine Isolierflüssigkeit (&zgr;. &Bgr;. Fluorpolymer, Fluorinert) erfolgen.A short circuit of the electronic component due to condensation on the front surface of the sensor housing with the component and the connecting wires can be avoided without significantly reducing the response time by electrically insulating the connecting wires of the component. The connecting wires can be insulated using an insulating tube or an insulating liquid (ζ, β, fluoropolymer, Fluorinert).

Eine weiter Verbesserung der Ansprechzeit wird dadurch erreicht, daß die Anschlußdrähte im unmittelbaren Bereich des Bauteiles elektrisch isoliert sind, im übrigen jedoch blank bis zu den Kontaktfahne &eegr; verlaufen.A further improvement in the response time is achieved by the fact that the connecting wires are electrically insulated in the immediate area of the component, but otherwise run bare up to the contact lug η.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bauteil um eine NTC-Pi lie mit vorzugsweise schlecht wärmeleitenden Anschlußdrähten. The component is preferably an NTC pi lie with connecting wires that are preferably poor heat conductors.

Die Gefahr einer Beschädigung des Temperatursensors, insbesondere seines auf Temperatur ansprechenden BauteiLs und seiner Anschlußdrähte, während des Transportes und beim Einbau kann mit geringem baulichen Mehraufwand dadurch vermieden werden, daß vom FühLergehäuse entlang der Anschlußdrähte ein u-förmiger Schutzbügel verläuft, welcher mit dem seine beiden Schenkel verbindenden Bügelabschnitt über das auf Temperatur ansprechende Bauteil greift. Natürlich könnte man statt eines Schutzbügels auch zwei oder mehrere vorsehen, also einen Schutzkäfig b i Iden.The risk of damage to the temperature sensor, in particular to its temperature-sensitive component and its connecting wires, during transport and installation can be avoided with little additional construction effort by installing a U-shaped protective bracket from the sensor housing along the connecting wires, which grips over the temperature-sensitive component with the bracket section connecting its two legs. Of course, two or more protective brackets could be used instead of one, i.e. a protective cage.

Der Schutzbügel stört bei der Montage des auf Temperatur ansprechenden Bauteils nicht, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung in dem die beiden Schenkel verbindenden Bügelabschnitt ein den Querschnitt des auf Temperatur ansprechenden Bauteils übersteigender Durchlaß vorgesehen ist.The protective bracket does not interfere with the assembly of the temperature-sensitive component if, according to a further development of the invention, a passage that exceeds the cross-section of the temperature-sensitive component is provided in the bracket section connecting the two legs.

Der Temperatursensor hat eine besonders große Schwingungsunempfindlichkeit, wenn die Schenkel des Schutzbügels jeweils zumindest einen quer verlaufenden, zum Gehäuse führenden Verstärkungssteg aufweisen, an welchem der jeweilige Anschlußdraht gehalten ist.The temperature sensor is particularly resistant to vibrations if the legs of the protective bracket each have at least one transverse reinforcement bar leading to the housing, to which the respective connecting wire is held.

Die Anschlußdrähte können auf verschiedene Weise an den Ve rstärkungsstegen gehalten sein, beispielsweise durch jeweils eine Einbuchtung in jeweils einer Seitenkante der Ve rstärkungsstege. Besonders einfach und zuverlässig sind die Anschlußdrähte gehalten, wenn in jedem Verstärkungssteg zur Führung des jeweiligen Anschlußdrahtes ein Loch vorgesehen ist.The connecting wires can be held to the reinforcing bars in various ways, for example by means of a recess in each side edge of the reinforcing bars. The connecting wires are held particularly simply and reliably if a hole is provided in each reinforcing bar to guide the respective connecting wire.

FaLLs der Temperatursensor wahLweise mit oder ohne SchutzbügeL ausgestattet sein s &ogr; L L , dann ist es vorteiL-haft, wenn in WeiterbiLdung der Erfindung der SchutzbügeL ein separates, auf das Gehäuse aufgekLipstes BauteiL ist.If the temperature sensor is to be equipped with or without a protective bracket, then it is advantageous if, in a further development of the invention, the protective bracket is a separate component clipped onto the housing.

Die Erfindung Läßt zahLreiche Ausführungsf&ogr;rmen zu. Zur weiteren VerdeutLichung ihres Grundprinzips sind zwei davon schematisch in der Zeichnung dargesteLLt und werden nachfoLgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention allows for numerous embodiments. To further clarify its basic principle, two of them are shown schematically in the drawing and are described below. This shows in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Temperatursensor nach der Erfindung,Fig. 1 shows a longitudinal section through a temperature sensor according to the invention,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Temperatursensors,Fig. 2 is a longitudinal section through a second embodiment of a temperature sensor,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Temperatursensors nach Figur 2 .Fig. 3 is a side view of the temperature sensor according to Figure 2 .

Der in Figur 1 dargesteLLte Temperatursensor hat ein FühLergehäuse 1 aus einem eLektrisch isoLierenden und mögLichst schLecht wärmeleitendem Kunststoff. In diesem FühLergehäuse 1 sind zwei Kontaktfahnen 2, 3 angeordnet, welche mit ihrem in der Zeichnung gesehen unteren Ende aus dem FühLergehäuse 1 austreten. Dort sind sie durch jeweils eine Lötstelle 4, 5 mit jeweils einem blanken Anschlußdraht 6, 7 eines auf Temperatur ansprechenden Bauteils 8, bei diesem Ausführungsbeispiel einer NTC-Pi LLe, verbunden. Die AnschLußdrähte 6, 7 verlaufen mit geringem Abstand außenseitig entlang des FühLergehäuses 1. Zwei Abstandshalter 9 , 10; 9a, 10a dienen jeweils dazu, die AnschLußdrähte 6, 7 zu fixieren.The temperature sensor shown in Figure 1 has a sensor housing 1 made of an electrically insulating plastic that conducts heat as poorly as possible. Two contact lugs 2, 3 are arranged in this sensor housing 1, which emerge from the sensor housing 1 with their lower end as seen in the drawing. There they are connected by a soldering point 4, 5 to a bare connecting wire 6, 7 of a temperature-responsive component 8, in this embodiment an NTC pill. The connecting wires 6, 7 run at a small distance along the outside of the sensor housing 1. Two spacers 9, 10; 9a, 10a each serve to fix the connecting wires 6, 7.

Das Bauteil 8 sitztauf der Stirnfläche 11 des Fühlergehäuses 1 in einer dort vorgesehenen, flachen Einbuchtung 12 und ist dort durch eine Klebung gehalten. Um Kurzschlüsse durch Betauen auszuschließen, sind die Anschlußdrähte 6 , 7 vom Bauteil 8 an bis etwas hinter dem Abstandshalter 9, 9a mit einer Isolierung 13, 14 versehen.The component 8 sits on the front surface 11 of the sensor housing 1 in a flat recess 12 provided there and is held there by an adhesive. In order to prevent short circuits due to condensation, the connecting wires 6, 7 from the component 8 to slightly behind the spacer 9, 9a are provided with insulation 13, 14.

Die Ausführungsf&ogr;rm nach den Figuren 2 und 3 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen dadurch, daß ein u-förmiger Schutzbügel 15 in Fortsetzung des Gehäuses mit seinen Schenkeln entlang der Anschlußdrähte 6 , 7 verläuft. Dieser Schutzbügel 15 hat einen die Schenkel verbindenden Bügelabschnitt 16, der über das auf Temperatur ansprechende Bauteil 8 greift und einen Durchlaß 17 hat, durch den hindurch das Bauteil 8 mit seinen Anschlußdrähten 6, 7 montiert werden kann.The embodiment according to Figures 2 and 3 differs from the one previously described in that a U-shaped protective bracket 15 runs as a continuation of the housing with its legs along the connecting wires 6, 7. This protective bracket 15 has a bracket section 16 connecting the legs, which reaches over the temperature-responsive component 8 and has a passage 17 through which the component 8 with its connecting wires 6, 7 can be mounted.

Vom Schutzbügel 15 führen radiale Verstärkungsstege 18, 19; 18a, 19a zum Gehäuse 1. In diesen ist jeweils ein Loch 20 vorgesehen, durch welches der jeweilige Anschlußdraht 6 geführt ist.Radial reinforcing bars 18, 19; 18a, 19a lead from the protective bracket 15 to the housing 1. A hole 20 is provided in each of these, through which the respective connecting wire 6 is guided.

Die Seitenansicht gemäß Figur 3 läßt erkennen, daß der Schutzbügel 15 relativ schmal ist. Er behindert im Einbauzustand des Temperaturfühlers die Strömung nicht, wenn er quer zu ihr ausgerichtet wird. Das strömende Medium muß also in Figur 3 von rechts nach links oder umgekeh r t st römen .The side view according to Figure 3 shows that the protective bracket 15 is relatively narrow. It does not impede the flow when the temperature sensor is installed if it is aligned transversely to it. The flowing medium must therefore flow from right to left or vice versa in Figure 3.

Claims

VDO Ado L f Schindling AG 6000 F rankfurt/Mai&eegr; Graf straße 103 2632 in Sprüche

1. Temperature sensor with a sensor housing which accommodates an electronic component designed as a pill, the electrical resistance of which changes depending on the temperature, with two connecting wires , characterized in that the component (8) is fastened to the outside of the front surface (11) of the sensor housing (1) without being enclosed by an insulating sleeve.

2. Temperature sensor according to claim 1, characterized in that the component (8) is inserted with one end into a flat recess (12) of the end face (11).

3. Temperature sensor according to claims 1 or 2, characterized in that the component (8) is attached by gluing to the end face (11) of the sensor housing (1).

4. Temperature sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the connecting wires (6, 7) of the component (8) run at a distance along the outside of the sensor housing (1) up to their respective contact lug (2, 3).

5. Temperature sensor according to claim 4, characterized in that the connecting wires (6, 7) of the component (8) are electrically insulated.

6. Temperature sensor according to claim 4, characterized in that the connecting wires (6, 7) are electrically insulated in the immediate area of the component (8), but otherwise run bare up to their contact lugs (2, 3).

7. Temperature sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that the component (8) is an NTC pill.

8. Temperature sensor according to claim 4, characterized in that the connecting wires consist of poorly heat-conducting material.

9. Temperature sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that a U-shaped protective bracket (15) runs from the sensor housing (1) along the connecting wires (6, 7), which bracket section (16) connecting its two legs engages over the temperature-responsive component (8).

10. Temperature sensor according to claim 8, characterized in that in the bow section (16) connecting the two legs, a passage (17) exceeding the cross section of the temperature-responsive component is provided.

11. Temperature sensor according to claims 8 or 9, characterized in that the legs of the protective bracket (15) each have at least one transverse reinforcing web (18, 19) leading to the housing (1), on which the respective connecting wire (6, 7) is held

12. Temperature sensor according to claim 8 or one of the claims following this, characterized in that a hole (20) is provided in each reinforcing web (19, 20) for guiding the respective connecting wire (6, 7).

13. Temperature sensor according to claim 8 or one of the claims following this, characterized in that the protective bracket (15) is a separate component clipped onto the housing (1).