MX2011004361A - Sensor de temperatura, procedimiento de fabricacion y metodo de ensamble correspondiente. - Google Patents
Sensor de temperatura, procedimiento de fabricacion y metodo de ensamble correspondiente.Info
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Abstract
La invención se refiere a un sensor de temperatura que comprende: un elemento sensible a la temperatura (3); y una cubierta periférica (7) que acomoda el elemento sensible a la temperatura (3) y que tiene un extremo cerrado (9), la cubierta periférica (7) siendo capaz de ser insertada en una cavidad correspondiente (11), caracterizado porque el extremo cerrado (9) de la cubierta periférica (7) tiene una porción periférica (21) que revela, apoyado contra el extremo cerrado, un tope de ensamble flexible (23) después de dicha porción periférica (21), el tope (23) siendo capaz de deformarse hacia la porción periférica (21) por cooperación de forma con el fondo (15) de la cavidad correspondiente (11); el tema de la invención es también un procedimiento para fabricar un sensor de temperatura como se describió anteriormente y un método de ensamble de dicho sensor.
Description
SENSOR DE TEMPERATURA, PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN Y
MÉTODO DE ENSAMBLE CORRESPONDIENTE
MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se refiere a un sensor de temperatura adaptado en particular para medir la temperatura de gases de vehículo automotriz tales como gases en el compartimiento del motor.
Dichos sensores se conocen, por ejemplo, de los documentos FR 2 847 979, FR 2 880 685 y FR 2 864 234.
Estos sensores comprenden un elemento sensible a la temperatura conectado externamente a un circuito eléctrico/electrónico para procesamiento de una señal de medición.
El elemento sensible a la temperatura está dispuesto en una cubierta periférica que es insertada en una cavidad correspondiente de un cuerpo (por ejemplo, la cabeza de cilindro de un motor) cuya temperatura es requerida.
De una manera conocida, el sensor es enroscado en la cavidad correspondiente de modo que el extremo cerrado de la cubierta periférica está dispuesto tan cerca como es posible al área a la temperatura que se ha de medir.
Sin embargo, puede quedar un especio entre el extremo cerrado de la cubierta periférica y el fondo de la cavidad debido a tolerancias
dimensionales de la cubierta periférica y la cavidad. Este espacio es necesario para montar el sensor en la cavidad pero, sin embargo, puede contribuir a degradar significativamente el tiempo de respuesta y precisión del sensor.
La presente invención tiene como objetivo resolver estos problemas al proponer un sensor de temperatura, un procedimiento de fabricación y un método de ensamble capaces de superar los problemas de la técnica anterior sin incrementar el tiempo y costo de fabricación.
Para este fin, la invención provee un sensor de temperatura que comprende:
- un elemento sensible a la temperatura; y
- una cubierta periférica que recibe el elemento sensible a la temperatura en un extremo cerrado, la cubierta periférica estando adaptada para ser insertada en una cavidad correspondiente,
caracterizado porque el extremo cerrado de la cubierta periférica tiene una porción periférica que revela en el extremo del extremo cerrado un tope de ensamble flexible después de dicha porción periférica, el tope siendo capaz de deformarse hacia la porción periférica por cooperación de forma con el fondo de la cavidad correspondiente.
De conformidad con otras características del sensor de temperatura:
- el tope de ensamble flexible tiene forma de disco,
- la porción periférica tiene una forma frustocónica,
- el tope de ensamble flexible y la porción periférica de la
cubierta periférica se forman en una pieza,
- la cubierta periférica es de metal,
- el elemento sensible a la temperatura es un termistor de tipo PTC (coeficiente de temperatura positivo) o NTC (coeficiente de temperatura negativo).
La invención también provee un procedimiento para la fabricación de un sensor de temperatura como se describió antes, caracterizado porque el tope de ensamble flexible y la porción periférica se producen tornear por maquinado una ranura de sección triangular en la cubierta periférica.
La invención además provee un método para ensamblar un sensor de temperatura en una cavidad correspondiente, el sensor de temperatura comprendiendo un elemento sensible a la temperatura y una cubierta periférica que recibe el elemento sensible a la temperatura en un extremo cerrado, la cubierta periférica siendo insertada en dicha cavidad, caracterizado porque incluye:
- un primer paso de ensamble del sensor en la cavidad correspondiente para colocar un tope de ensamble flexible en el extremo cerrado de la cubierta periférica que mira a un fondo de la cavidad correspondiente,
- un segundo paso en el cual las paredes en proyección del tope de ensamble flexible son deformadas por lo menos parcialmente en la dirección de una porción periférica de dicho extremo de la cubierta periférica
por cooperación de forma entre el tope y el fondo de la cavidad.
Otras ventajas y características se harán evidentes al leer la descripción de la invención y de las siguientes figuras, las cuales:
- la figura 1 representa una vista parcialmente en sección longitudinal de un sensor de temperatura de la invención durante el ensamble en una cavidad,
- la figura 2 representa una vista a una escala más grande de una parte del sensor de la figura 1 ,
- La figura 3 representa el sensor de la figura 1 cuando se ensambla en la cavidad, y
- La figura 4 representa una vista a una escala más grande de una parte del sensor de la figura 3.
En todas las figuras, elementos idénticos tienen los mismos números de referencia.
El sensor de la temperatura 1 mostrado en la figura 1 comprende un elemento sensible a la temperatura 3, un elemento de cableado 5 conectado al elemento sensible a la temperatura 3 y una cubierta periférica 7 que cubre al elemento sensible a la temperatura 3 en un extremo cerrado 9.
El elemento sensible a la temperatura 3 es por ejemplo un termistor.
Un termistor es un componente de material semiconductor pasivo cuya resistencia varía como una función de la temperatura y puede ser del tipo de coeficiente de temperatura negativo (NTC) si la temperatura
disminuye como una función de incrementar la temperatura o el tipo de coeficiente de temperatura positivo (PTC) en la situación contraria.
El elemento de cableado 5 es conectado al elemento sensible a la temperatura 3 para alimentar una señal de temperatura a una unidad procesadora.
Como se muestra en la figura 1 , por ejemplo, el elemento de cableado 5 incluye dos conductores eléctricos en contacto con el elemento sensible a la temperatura 3 y dirigidos a lo largo de la cubierta periférica 7 para ser accesibles desde el exterior de este último y para proveer información eléctrica representativa de la resistencia del elemento 3 y consecuentemente de la temperatura medida.
La cubierta periférica 7 es de forma general alargada y cilindrica, cuya dirección longitudinal corresponde a la dirección de los cables eléctricos 5, de modo que puede ser insertado en una cavidad correspondiente 11.
La cavidad correspondiente 1 está provista en un cuerpo 13 cuya temperatura ha de ser medida, por ejemplo, en la cabeza del cilindro de un vehículo automotriz.
La cavidad 1 1 es de forma tubular y el fondo 15 de la cavidad 1 1 generalmente de forma cónica, está dispuesto tan cerca como es posible del área cuya temperatura se ha de medir.
Además, la cubierta periférica 7 incluye ventajosamente una parte 17 con una rosca macho adaptada para ser enroscada en una parte correspondiente 19 de la cavidad 1 1 con una rosca hembra para fijar el sensor
1 al cuerpo 13.
El sensor 1 incluye además un medio de fijación externo 14 para sostener el sensor 1 para enroscarlo y/o desenroscarlo del cuerpo 13.
En el ejemplo mostrado esquemáticamente en las figuras, el medio de fijación externo 14 adopta la forma de un perno.
De conformidad con la invención, y como se ve mejor en la figura 2, el extremo cerrado 9 de la cubierta periférica 7 incluye una porción periférica más delgada 21 que revela del extremo cerrado 9 un tope de ensamble flexible 23 después de dicha porción más delgada 21 , el tope 23 siendo capaz de deformarse hacia la porción periférica más delgada 21 a través de cooperación de forma con el fondo 15 de la cavidad correspondiente 1 1.
Por lo tanto, después de ensamblar el sensor 1 en la cavidad 1 1 , el tope 23 es deformado hacia la porción periférica más delgada 21 por cooperación de forma con el fondo 15 de la cavidad correspondiente 1 1 como se puede ver en las figuras 3 y 4.
El extremo 9 de la cubierta periférica deformada 7 está entonces en contacto con el fondo 15 de la cavidad 1 , que mejora el intercambio de calor entre el sensor y el cuerpo 13 a través de conducción.
De esta manera se obtiene una medición de temperatura con un tiempo de respuesta reducido y precisión incrementada.
En una modalidad preferida, el tope de ensamble flexible 23 tiene forma de disco. El disco 23 está dispuesto coaxialmente con la cubierta
periférica 7.
Por consiguiente, una vez que las partes en proyección del disco 23 se han deformado, el área de contacto entre el tope 23 y la cavidad 1 1 es más grande, optimizando el intercambio de calor y por lo tanto reduciendo el tiempo de respuesta del sensor 1.
Además, la deformación del tope 23 hacia la porción más delgada 21 optimiza la conducción térmica localmente en el área cuya temperatura es requerida y para mover el elemento sensible a la temperatura 3 tan cerca como es posible del fondo 15 de la cavidad 11 , que además incrementa la precisión de la medición.
Además, la porción periférica más delgada 21 tiene una forma frustocónica cuyo ápice se une al tope de ensamble flexible 23. El tope de ensamble flexible 23 y la porción periférica más delgada 21 de la cubierta periférica 7 son preferiblemente formadas en una pieza.
Por lo tanto, no se añade componente al sensor 1 , que produce un sensor robusto 1.
En una modalidad del sensor 1 , el tope de ensamble flexible 23 es producido al tornear por maquinado una ranura de sección triangular en la cubierta periférica 7.
El tope con forma de disco 23 es por lo tanto fácil de producir y no necesita maquinado adicional.
Durante el funcionamiento, en un primer paso (figuras 1 y 2), el sensor 1 es ensamblado en la cavidad correspondiente 1 1 para colocar un
tope de ensamble flexible 23 del extremo cerrado 9 de la cubierta periférica 7 que mira al fondo 15 de la cavidad correspondiente 1 1.
El sensor 1 puede ser ensamblado en la cavidad 1 1 al enroscar el sensor 1 en la parte roscada de la cavidad correspondiente 11 hasta que se apoya con el fondo 15 de la cavidad correspondiente 1 1 .
La longitud de la cubierta periférica 7 se hace sustancialmente igual a la profundidad de la cavidad correspondiente 1 1 pero con un espacio J en el ensamble del sensor 1 en la cavidad 1 1 , por lo que durante el ensamble, cuando el tope de ensamble flexible 23 está en contacto con el fondo 15 de la cavidad 1 1 , el sensor 1 , que en esa etapa no está totalmente enroscado en la cavidad 1 1 , se proyecta ligeramente desde la cavidad 1 1.
El espacio J corresponde a la distancia adicional que el sensor 1 puede viajar desde su posición con el tope 23 no deformado al estado ensamblado, es decir, con el tope flexible 23 deformado.
En un segundo paso (figuras 3 y 4) las paredes en proyección del tope de ensamble flexible 23 son por lo menos parcialmente deformadas hacia la porción periférica más delgada 21 del extremo cerrado 9 de la cubierta periférica 7 por cooperación de forma entre el tope 23 y el fondo 15 de la cavidad 11 . Esta operación se lleva a cabo aplicando una fuerza más grande para enroscar el sensor de temperatura 1 para permitir deformación del tope de ensamble flexible 23.
Las porciones en proyección del tope de ensamble flexible 23 son después deformadas hacia afuera, expandiendo la forma del fondo cónico
15 de la cavidad 1 1.
El ensamble es completado cuando los medios de fijación i' exterior 14 están en contacto con el cuerpo 13. Entonces ya no es posible
enroscar el sensor 1 , lo que asegura que el sensor 1 no está dañado y que el
tope de ensamble flexible 23 es óptimamente deformado en la cavidad 1 .
De esta manera se obtiene un sensor de temperatura 1 que es
fácil de producir y de ensamblar, cuyo tiempo de respuesta es reducido y cuya precisión es incrementada.
Claims (8)
1.- Un sensor de temperatura que comprende: - un elemento sensible a la temperatura (3); y - una cubierta periférica (7) que recibe el elemento sensible a la temperatura (3) y que tiene un extremo cerrado (9), la cubierta periférica (7) estando adaptada para ser insertada en la cavidad correspondiente (11 ), caracterizado porque el extremo cerrado (9) de la cubierta periférica (7) tiene una porción periférica (21 ) que revela en el extremo del extremo cerrado un tope de ensamble flexible (23) después de dicha porción periférica (21 ), el tope (23) siendo capaz de deformarse hacia la porción periférica (21) por cooperación de forma con el fondo (15) de la cavidad correspondiente (1 1 ).
2.- El sensor de temperatura de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el tope de ensamble flexible (23) tiene forma de disco.
3. - El sensor de temperatura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado además porque la porción periférica (21) tiene una forma frustocónica.
4. - El sensor de temperatura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el tope de ensamble flexible (23) y la porción periférica (21 ) del ensamble periférico (7) son formados en una pieza.
5 - El sensor de temperatura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la cubierta periférica (7) es de metal.
6.- El sensor de temperatura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque el elemento sensible a la temperatura (3) es un termistor de tipo PTC (coeficiente de temperatura positivo) o NTC (coeficiente de temperatura negativo).
7. - Un método de fabricación de un sensor de temperatura (1 ) de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque el tope de ensamble flexible (23) y la porción periférica (21 ) son producidos al tornear por maquinado una ranura de sección triangular en la cubierta periférica (7).
8. - Un método de ensamble de un sensor de temperatura (1 ) en una cavidad correspondiente (1 1), el sensor de temperatura (1) comprendiendo un elemento sensible a la temperatura (3) y una cubierta periférica (7) que recibe el elemento sensible a la temperatura (3) en un extremo cerrado (9), la cubierta periférica (7) siendo insertada en la cavidad (1 1), caracterizado por que incluye: - un primer paso de ensamble del sensor (1 ) en la cavidad correspondiente (1 1 ) para colocar un tope de ensamble flexible (23) del extremo cerrado (9) de la cubierta periférica (7) que mira a un fondo (15) de la cavidad correspondiente (11 ), - un segundo paso en el cual las paredes en proyección del tope de ensamble flexible (23) son deformadas por lo menos parcialmente en la dirección de una porción periférica (21 ) de dicho extremo (9) de la cubierta periférica (7) por cooperación de forma entre el tope (23) y el fondo (15) de dicha cavidad (1 ).
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