DE10113230A1 - Sensoreinheit zur Erfassung von Wärmestrahlung - Google Patents
Sensoreinheit zur Erfassung von WärmestrahlungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit zur Erfassung von Wärmestrahlung, insbesondere zur Erfassung der Temperatur eines Kochfeldes, wobei die Sensoreinheit ein einen Sensor umhüllendes Metallgehäuse mit einem stirnseitigen Fenster aufweist, durch das Wärmestrahlung zum Sensor gelangen kann, und wobei die Sensoreinheit eine mit dem Metallgehäuse in Berührung stehende Erdungsvorrichtung aufweist. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass die Erdungsvorrichtung eine Blechscheibe (12) mit einer Durchtrittsöffnung (14) größer als die Außenabmessung des metallischen Gehäuses (2) ist und dass die Blechscheibe (12) über Federstreifen (16) am Gehäuse (2) verklemmt ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoreinheit zur Erfassung von Wärmestrahlung,
insbesondere zur Temperaturerfassung eines Kochfeldes gemäß den Merkmalen des
unabhängigen Anspruches.
Eine weitere Vorrichtung zur Erfassung von Strahlungswärme von Kochfeldern ist aus der
Druckschrift DE 298 03 905 bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist eine Sensorbaugruppe an
einem Kochfeld mit einem Kochfeldrahmen angeordnet, die ein unterhalb des Kochfeld
rahmens befestigtes Aufnahmeteil und eine in diesem vertikal verschiebbar geführte rohr
förmige Sensoreinheit aufweist. Die nach oben durch eine Rahmenöffnung ausfahrbare
Sensoreinheit kann mittels eines Infrarotsensors Wärmestrahlung aufnehmen und damit
eine berührungslose Messung der Wandtemperatur eines auf dem Kochfeld erhitzten
Kochgeschirrs ermöglichen.
Sofern die von außen berührbare Sensoreinheit zum Schutz vor hohen Temperaturen mit
einem Metallgehäuse versehen ist, kann an diesem im Falle eines elektrischen Defekts
eine unzulässig hohe elektrische Spannung anliegen. Aus Gründen der Unfallverhütung
müssen derartige berührbare Metallteile dauerhaft mit einem geerdeten Schutzleiter ver
bunden sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Verbindung
eines Metallgehäuses einer Sensoreinheit zur Temperaturerfassung mit einer Erdung
vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Dabei weist
eine Sensoreinheit zur Erfassung von Wärmestrahlung, insbesondere zur Erfassung der
Temperatur eines Kochfeldes, ein einen Sensor umhüllendes Metallgehäuse mit einem
stirnseitigen Fenster auf, durch das Wärmestrahlung zum Sensor gelangen kann. Erfin
dungsgemäß ist die Sensoreinheit mit einer mit dem Metallgehäuse in Berührung stehen
den Erdungsvorrichtung versehen, wobei die Erdungsvorrichtung eine Blechscheibe mit
einer Durchtrittsöffnung größer als die Außenabmessung des metallischen Gehäuses ist.
Zudem ist die Blechscheibe über Federstreifen am Gehäuse verklemmt. Diese erfindungsgemäße
Sensoreinheit weist den Vorteil einer einfach zu montierenden und zuver
lässigen Erdungsvorrichtung für das von außen berührbare metallische Gehäuse auf. Die
die Erdungsvorrichtung bildende Blechscheibe kann auf einfache Weise auf das Metall
gehäuse geschoben werden und ist über die federnden Blechstreifen mechanisch und
elektrisch mit dem Gehäuse verbunden.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Federstreifen zur Verklemmung
der Blechscheibe am Metallgehäuse vom Rand der Durchtrittsöffnung ausgehen und
konzentrisch zum Mittelpunkt der Durchtrittsöffnung weisen, was den Vorteil einer einfa
chen Montage bei gleichzeitig definiertem Sitz der Blechscheibe auf dem Gehäuse auf
weist. Zudem weist die Blechscheibe bei dieser Gestaltung einen nur geringen Platzbe
darf auf.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Feder
streifen kurz nach ihrem Ursprung an der Durchtrittsöffnung schräg zur Oberfläche der
Blechscheibe gebogen sind, was den Vorteil einer kompakten Bauweise unter optimaler
Ausnutzung der Federwirkung der sich durchbiegenden Federstreifen hat. Da die Feder
streifen unmittelbar an ihrem Ursprung bereits abgewinkelt sind, steht annähernd ihre
volle Länge als Blattfeder zur Verfügung.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Federstreifen kurz
nach ihrem Ursprung an der Durchtrittsöffnung schräg zur Oberfläche der Blechscheibe
abgeknickt sind. Diese Form hat gegenüber einer gebogenen Kontur den Vorteil einer
kompakten Bauweise, da in diesem Fall die Durchtrittsöffnung der Blechscheibe nur mi
nimal größer sein muss als der Außendurchmesser des Metallgehäuses der Sensorein
heit.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Metallgehäuse im we
sentlichen zylindrisch; die Oberfläche der Blechscheibe ist im auf das Metallgehäuse auf
geschobenen Zustand senkrecht zu dessen Mittelachse orientiert. Die zylindrische Form
des Metallgehäuses hat insbesondere fertigungstechnische Vorteile, da eine solche Form
sehr leicht und kostengünstig hergestellt werden kann, beispielsweise in einem
Tiefziehverfahren.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass die Federstreifen gleichmäßig
am Umfang der runden Durchtrittsöffnung der Blechscheibe verteilt sind, was den Vorteil
einer guten Montierbarkeit bei anschließend genau definiertem Sitz der Blechscheibe hat.
Zudem ist damit der Vorteil verbunden, dass sich die Federkräfte der Federstreifen
gleichmäßig am Umfang verteilen, wodurch ein Verkanten bei der Montage nahezu aus
geschlossen werden kann.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Blechscheibe derart über das zylindrische
Metallgehäuse geschoben ist, dass die Federstreifen federnd auseinander gedrückt sind.
Dadurch ist die als Erdungsblech fungierende Blechscheibe leicht montierbar; zudem
sorgen die federnd an das Metallgehäuse drückenden Federstreifen für einen festen reib
schlüssigen Sitz.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Blechscheibe derart
über das zylindrische Metallgehäuse geschoben ist, dass die freien Enden der Federstrei
fen reibschlüssig an der äußeren Zylindermantelfläche des Gehäuses anliegen, was den
Vorteil eines festen und mechanisch stabilen Sitzes hat, bei dem zudem eine zuverlässi
ge elektrische Leitung zwischen Metallgehäuse und Blechscheibe gewährleistet ist.
Bevorzugt ist bei der Erfindung vorgesehen, dass die Blechscheibe über eine Erdungslei
tung mit einer Erdung eines Herdgehäuses verbunden ist, was den Vorteil eines zuver
lässigen Berührschutzes des metallischen Blechgehäuses hat.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das zylindrische Metallgehäuse an
einem Sockel befestigt ist, der in Nähe eines Kochfeldes angeordnet ist. Auf diese Weise
ist eine gute Erfassung der von dem Kochfeld bzw. des darauf stehenden Kochgeschirrs
abgestrahlten Wärme möglich. Gleichzeitig ist das offen montierte Metallgehäuse der
Sensoreinheit dagegen geschützt, dass es bei einer elektrischen Fehlschaltung mit einer
Spannung beaufschlagt ist. Somit kann bei versehentlicher Berührung des Gehäuses
keine unzulässig hohe Spannung auf eine Bedienperson übertragen werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Erdungsleitung elekt
risch mit einem Kochmuldenrahmen verbunden ist, was den Vorteil einer sehr kurzen
Verbindungsleitung zur Erdung des Gehäuses über die Blechscheibe hat.
Erfindungsgemäß ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Blechscheibe
durch Stanzen und anschließendes Biegen der Federstreifen hergestellt ist. Dies hat den
Vorteil einer einfachen und schnellen Herstellbarkeit der Erdungsvorrichtung, die damit
auch in hohen Stückzahlen sehr kostengünstig zur Verfügung gestellt werden kann.
Weitere Vorteile und bevorzugte Ausführungsformen sind der Figurenbeschreibung ent
nehmbar.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Sensoreinheit mit aufgeschobener Blech
scheibe zur Erdung und
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Blechscheibe entsprechend Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Sensoreinheit 2 zur Temperaturerfas
sung, die im dargestellten Ausführungsbeispiel ein im wesentlich zylindrisches Gehäuse 4
aus Metall aufweist. Das zylindrische Metallgehäuse ist mit seiner Zylindermittelachse
rechtwinkelig an einem hier nur als scheibenförmiger Sockel 8 angedeuteten Träger bzw.
Platine befestigt, der beispielsweise an einem vertikal ausfahrbaren rohrförmigen Auf
nahmeteil befestigt sein kann, das in unmittelbarer Nähe eines Kochfeldes versenkbar
aus einer Deckelplatte eines Herdes herausgefahren werden kann (nicht gezeigt). Derar
tige vertikal ausfahrbare Sensoreinheiten sind typischerweise in der Nähe von zwei hinte
ren Kochfeldern eines mit vier Kochfeldern ausgestatteten Herdes angeordnet.
Das zylindrische Gehäuse 4 ist an der dem Sockel abgewandten Stirnseite mit einem
runden Fenster versehen, so dass Wärmestrahlung auf einen hinter dem Fenster ange
ordneten und von dem metallischen Gehäuse 4 umschlossenen Infrarotsensor fallen
kann, der ein von der Strahlungsintensität abhängiges elektrisches Signal erzeugt. Dieses
elektrische Signal wird über mehrere elektrische Leitungen 10 zu einer hier nicht darge
stellten Steuereinheit geleitet. Das im gezeigten Ausführungsbeispiel zylindrisch geformte
Gehäuse kann auch jede beliebige sinnvolle andere Außenkontur aufweisen, beispiels
weise eine ovale oder mehreckige.
Über das zylindrische Gehäuse 4 ist senkrecht zur Zylindermittelachse über die Mantel
fläche des Gehäuses 4 eine Blechscheibe 12 geschoben, die mittels mehrerer Federstrei
fen 16 in einem reibschlüssigen Kontakt mit dem Gehäuse 4 steht. Die flache Oberfläche
der Blechscheibe 12 ist im auf das Gehäuse 4 aufgeschobenen Zustand im wesentlichen
senkrecht zu dessen Zylindermittelachse und damit parallel zur Oberfläche des Sockels 8
orientiert.
Wie in der perspektivischen Ansicht der Fig. 2 erkennbar ist, weist die Blechscheibe 12
eine im wesentlichen konzentrische Durchtrittsöffnung 14 auf, die einen größeren Durch
messer aufweist als der äußere Durchmesser des zylindrischen Gehäuses 4 der Sensor
einheit 2. Ausgehend vom Rand der Durchtrittsöffnung sind mehrere seitlich voneinander
beabstandete Federstreifen 16 angeordnet, deren freies Ende in einer Draufsicht jeweils
zum Mittelpunkt der Durchtrittsöffnung 14 weist. Wie in der perspektivischen Ansicht der
Fig. 2 erkennbar, sind die Federstreifen 16 jeweils unmittelbar in Nähe ihres Ursprungs
am Rand der Durchtrittsöffnung 14 abgeknickt, wodurch sie jeweils in einen kurzen Ab
schnitt und einen längeren Abschnitt unterteilt sind. Der kurze Abschnitt jedes Federstrei
fens 16 mündet im Rand der Durchtrittsöffnung 14; der längere Abschnitt weist ein freies
Ende auf und mündet in einer Knickkante 18 zwischen beiden Abschnitten. An der Knick
kante 18 sind die Federstreifen 16 jeweils um einen spitzen Winkel von der Oberfläche
der Blechscheibe 12 abgewinkelt. Dieser spitze Winkel kann einen Wert von beispiels
weise 20° bis 70° aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Federstreifen 16
etwa um 65° gegen die Oberfläche der Blechscheibe 12 abgewinkelt.
Die typischerweise in einem Stanzprozess hergestellte Blechscheibe 12 mit den an
schließend abgebogenen Federstreifen 16 ist idealerweise so geformt, dass die Feder
streifen 16 im entspannten Zustand einen etwas kleineren Durchmesser als das zylindri
sche Gehäuse 4 bilden und erst im aufgeschobenen Zustand federnd auseinander ge
drückt werden. Die freien Enden der Federstreifen 16 bilden im aufgeschobenen Zustand
eine feste reibschlüssige und elektrisch leitende Verbindung zum metallischen Gehäuse 4
der Sensoreinheit 2.
Am äußeren - im dargestellten Ausführungsbeispiel im wesentlichen kreisrunden - Rand
der Blechscheibe 12 ist weiterhin ein mit dieser eine Einheit bildender Blechstreifen 20
vorgesehen, der im gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Biegekante 22 um ca. 90°
gegen die flache Oberfläche des Blechstreifens 12 abgewinkelt ist, und zwar in entge
gengesetzte Richtung wie die Federstreifen 16. An dem Blechstreifen 20 ist über eine
mechanisch feste und elektrisch leitende Verbindungsstelle 26 eine Erdungsleitung 24
befestigt, die an einem anderen Ende mit einer Schrauböse 28 zur Verschraubung mit
einer Erdungsstelle versehen ist. Diese Erdungsstelle kann beispielsweise ein Kochmul
denrahmen oder dergleichen sein.
Sobald die Blechscheibe 12 auf dem metallischen Gehäuse 4 der Sensoreinheit 2 aufge
schoben ist, kann die Erdungsleitung 24 über die Schrauböse mit einer Erdungsstelle
verbunden werden. Die Blechscheibe bildet somit eine einfach und kostengünstig her
stellbare zuverlässige Erdungsvorrichtung.
Für den Fachmann ist erkennbar, dass die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausfüh
rungsbeispiel beschränkt ist, sondern dass eine Vielzahl von Varianten und Abwandlun
gen ebenfalls davon umfasst sind.
Claims (12)
1. Sensoreinheit zur Erfassung von Wärmestrahlung, insbesondere zur Erfassung
der Temperatur eines Kochfeldes, wobei die Sensoreinheit ein einen Sensor
umhüllendes Metallgehäuse mit einem stirnseitigen Fenster aufweist, durch das
Wärmestrahlung zum Sensor gelangen kann, und wobei die Sensoreinheit eine
mit dem Metallgehäuse in Berührung stehende Erdungsvorrichtung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungsvorrichtung eine
Blechscheibe (12) mit einer Durchtrittsöffnung (14) größer als die Außenabmes
sung des metallischen Gehäuses (2) ist und dass die Blechscheibe (12) über
Federstreifen (16) am Gehäuse (2) verklemmt ist.
2. Sensoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federstreifen
(16) vom Rand der Durchtrittsöffnung (14) der Blechscheibe (12) ausgehen und
konzentrisch zum Mittelpunkt der Durchtrittsöffnung (14) weisen.
3. Sensoreinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fe
derstreifen (16) in kurzem Abstand von ihrem Ursprung an der Durchtrittsöffnung
(14) schräg zur Oberfläche der Blechscheibe (12) gebogen sind.
4. Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Federstreifen (16) kurz nach ihrem Ursprung an der Durchtrittsöffnung (14)
schräg zur Oberfläche der Blechscheibe (12) abgeknickt sind.
5. Sensoreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass das Metallgehäuse (2) im wesentlichen zylindrisch ist und dass die O
berfläche der Blechscheibe (12) im auf das Gehäuse (2) aufgeschobenem Zu
stand senkrecht zu dessen Mittelachse orientiert ist.
6. Sensoreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass die Federstreifen (16) gleichmäßig am Umfang der runden Durchtritts
öffnung (14) der Blechscheibe (12) verteilt sind.
7. Sensoreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass die Blechscheibe (12) derart über das zylindrische Metallgehäuse (2)
geschoben ist, dass die Federstreifen (16) federnd auseinander gedrückt sind.
8. Sensoreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass die Blechscheibe (12) derart über das zylindrische Metallgehäuse (2)
geschoben ist, dass die freien Enden der Federstreifen (16) reibschlüssig an der
äußeren Zylindermantelfläche des Gehäuses (2) anliegen.
9. Sensoreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass die Blechscheibe (12) über eine Erdungsleitung (24) mit einer Erdung
eines Herdgehäuses verbunden ist.
10. Sensoreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass das zylindrische Metallgehäuse (2) an einem Sockel (8) befestigt ist,
der in Nähe eines Kochfeldes angeordnet ist.
11. Sensoreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass die Erdungsleitung (24) elektrisch mit einem Kochmuldenrahmen ver
bunden ist.
12. Sensoreinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich
net, dass die Blechscheibe (12) durch Stanzen und anschließendes Biegen der
Federstreifen (16) hergestellt ist.
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