DE102015221628B3

DE102015221628B3 - Thermostecker und Temperaturmessanordnung

Info

Publication number: DE102015221628B3
Application number: DE102015221628.4A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Eidloth
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2015-11-04
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-11-05

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Thermostecker (1) mit zwei Steckstiften (2, 3) unterschiedlichen, elektrisch leitenden Materials; zwei Anschlussbuchsen (5, 6), die jeweils mit einem der Steckstifte (2, 3) elektrisch verbunden sind, zum schraubenlosen Anschluss elektrischer Leitungen (7, 8), wobei die Anschlussbuchsen (5, 6) das gleiche Material aufweisen, wie der mit der jeweiligen Anschlussbuchse (5, 6) verbundene Steckstift (2, 3). Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit solch einem Thermostecker (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermostecker, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei Steckstiften unterschiedlichen, elektrisch leitenden Materials. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Temperaturmessanordnung mit solch einem Thermostecker.
Thermostecker in Verbindung mit Thermoelementen sind als kostengünstige Möglichkeit zur Temperaturmessung an Kraftfahrzeugkomponenten bekannt. Heutige Thermostecker erfordern zur Montage, dass diese geöffnet werden und die einzelnen Drähte eines Kabels mittels Schrauben in Anschlussbuchsen festgeklemmt werden. Nach dem Festklemmen der Drähte ist der Thermostecker wieder zu schließen, indem dessen Gehäuseabdeckung mit dem Gehäusegrundkörper verschraubt wird. Die Montage der Thermostecker summiert sich auf Grund der hohen Anzahl an verbauten Thermosteckern zu beachtlichem Montageaufwand. Ein solcher Thermostecker ist aus der US 6,267,626 B1 und der DE 10 2012 003 614 B3 bekannt. Aus der EP 1 533 869 A1 ist ein schraubenloser Stecker zur Verwendung in einem Thermoelement-Sensor bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstigere Möglichkeit der Temperaturmessung in Kraftfahrzeugen zu finden. Diese Aufgabe wird mit einem Thermostecker mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, einer Temperaturmessanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Thermostecker bereitgestellt, mit zwei Steckstiften unterschiedlichen, elektrisch leitenden Materials; zwei Anschlussbuchsen, die jeweils mit einem der Steckstifte elektrisch verbunden sind, zum schraubenlosen Anschluss elektrischer Leitungen, wobei die Anschlussbuchsen das gleiche Material aufweisen, wie der mit der jeweiligen Anschlussbuchse verbundene Steckstift, wobei die Anschlussbuchsen jeweils eine Klemmvorrichtung aufweisen, mit der jeweiliges eine der Leitungen werkzeuglos in die Anschlussbuchse klemmbar ist, wobei die Klemmvorrichtung einen schwenkbaren Hebel aufweist, der in einer Stellung die Leitung von der Anschlussbuchse freigibt und in einer anderen Stellung die Leitung in der Anschlussbuchse festklemmt. Dieses Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass die Montage der Thermostecker erheblich vereinfacht wird und keine zeitraubenden Schraubvorgänge erfordert. Dadurch, dass die Anschlussbuchsen das gleiche Material wie die Steckstifte aufweisen, sind keine, die Messung störenden oder beeinflussenden Materialübergänge vorhanden, was wiederum die Genauigkeit der Messergebnisse verbessert.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Steckstifte jeweils aus dem gleichen Material wie ein gesamter, elektrisch leitender Teil der zugeordneten Anschlussbuchsen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet die Anschlussbuchse einen länglichen Leitungsaufnahmebereich aus, wobei der Leitungsaufnahmebereich in einer Ebene senkrecht zur Längsachse einerseits von dem Material begrenzt wird, das gleich zu dem Material ist, aus dem der mit der jeweiligen Anschlussbuchse verbundene Steckstift ist, und auf einer gegenüberliegenden Seite von einem Kunststoffmaterial begrenzt wird.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verlaufen die Steckstifte parallel zueinander, wobei die Steckstifte senkrecht zu ihrer Längsrichtung unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind einer der Steckstifte aus Nickel-Chrom und der andere der Steckstifte aus Nickel hergestellt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die zwei Steckstifte und die zwei Anschlussbuchsen in einem Gehäuse aufgenommen, welches sich durchgängig und materialunterbrechungsfrei von den Steckstiften bis zu den Anschlussbuchsen erstreckt.
Darüber hinaus stellt die Erfindung eine Temperaturmessanordnung mit einem Thermostecker gemäß einem der vorhergehenden Ausführungen und einem Kabel bereit, welches die zwei Leitungen aufweist, die aus den gleichen Materialien sind, wie die Steckstifte des Thermosteckers.
Darüber hinaus stellt die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Thermostecker gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele bereit.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In diesen Zeichnungen ist Folgendes dargestellt:
1 zeigt eine Draufsicht einer Temperaturmessanordnung mit Thermoelement und Thermostecker gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Thermosteckers aus 1, und
3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A aus 2.
Der erfindungsgemäße Thermostecker 1 umfasst zwei Steckstifte 2 und 3 die aus unterschiedlichem Material hergestellt sind. Die Steckstifte 2 und 3 sind länglich und verlaufen parallel zueinander. Die Querschnitte (senkrecht zur Längsrichtung) der Steckstifte 2 und 3 sind unterschiedlich, so kann ein Vertauschen der Steckstifte beim Einstecken ausgeschlossen werden. Die Steckstifte 2 und 3 sind angepasst, in eine entsprechende Steckbuchse (nicht dargestellt) gesteckt zu werden. Diese Steckbuchsen können Eingangssteckbuchsen eines Steuergerätes oder Messmoduls sein.
Die Steckstifte 2, 3 sind zumindest abschnittsweise in einem Gehäuse 4 aufgenommen. Das Gehäuse 4 kann beispielsweise quaderförmig und aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Kunststoff oder Keramik sein. Ferner ist das Gehäuse vorzugsweise einstückig, insbesondere monolithisch. Am zu den Steckstiften 2, 3 entgegengesetzten Ende des Gehäuses 4 sind zwei Anschlussbuchsen 5, 6 vorgesehen, von denen jede einem der Steckstifte 2, 3 zugeordnet und mit diesem elektrisch leitend verbunden ist. Die Anschlussbuchsen 5, 6 dienen zur Aufnahme und zum Festklemmen von elektrischen Leitungen 7, 8 (Drähten oder Litzen) eines Kabels 13. Die Leitungen 7, 8 sind selbstverständlich gegeneinander isoliert, beispielsweise durch deren Ummantelung und Freilegung der Endabschnitte. Die Anschlussbuchsen 5, 6 umfassen einen Leitungsaufnahmebereich, in dem die Enden der Leitungen 7, 8 aufgenommen und festgeklemmt werden können. Der Leitungsaufnahmebereich kann ringsum von elektrisch leitendem Material begrenzt werden. Ebenso kann der Leitungsaufnahmebereich auf einer die Klemmung herstellenden Seite aus Kunststoffmaterial begrenzt sein und auf einer gegenüberliegenden Seite von elektrisch leitendem Material begrenzt sein. Das elektrisch leitende Material ist das gleiche Material wie das Material des Steckstifts 2, 3, mit dem die jeweilige Anschlussbuchse 5, 6 verbunden ist. Dieses elektrisch leitende Material ist mit dem Material des zugeordneten Steckstifts 2, 3 zumindest elektrisch leitend verbunden, vorzugsweise handelt es sich jedoch um ein durchgehendes, einstückiges, insbesondere monolithisches Bauteil.
Die Leitungen 7, 8 sind aus dem gleichen Material wie die zugeordneten Steckstifte 2, 3. Das heißt, die mit dem Steckstift 2 elektrisch zu verbindende und mechanisch in die Anschlussbuchse 5 zu klemmende Leitung 7 ist aus dem gleichen Material wie der Steckstift 2. Analog ist die mit dem Steckstift 3 elektrisch zu verbindende und mechanisch in die Anschlussbuchse 6 zu klemmende Leitung 8 aus dem gleichen Material wie der Steckstift 3. An den zum Thermostecker 1 entgegengesetzten Enden 14 der Leitungen 7, 8 sind die Leitungen 7, 8 elektrisch miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt, verlötet oder verpresst. Durch diese Verbindung der Enden 14 und die Materialkombination der Leitungen 7, 8 wird ein Thermoelement ausgebildet. Es sind aus dem Stand der Technik zahlreiche Materialkombinationen bekannt. Insbesondere besteht der Steckstift 2, der elektrisch leitende Teil der Anschlussbuchse 5 und die Leitung 7 aus Nickel-Chrom und der Steckstift 3, der elektrisch leitende Teil der Anschlussbuchse 6 und die Leitung 8 aus Nickel. Darüber hinaus können auch folgende Materialkombinationen gewählt werden: Nickel-Chrom und Nickellegierung, Eisen und Kupfer-Nickel, Kupfer und Kupfer-Nickel, Nickel-Chrom und Kupfer-Nickel, sowie Kupfer und Kupferlegierung. Diese Beispiele sind jedoch nicht abschließend. Vielmehr ist das Wesentliche dabei, dass solche Materialkombinationen gewählt werden, dass abhängig von einer Temperaturänderung am Thermoelement eine Spannung erzeugt wird, wobei sich der Spannungswert abhängig von der Temperaturänderung ändert, so dass ein festgelegter Zusammenhang zwischen Temperaturänderung und zu messender Spannung besteht. Dieses Funktionsprinzip von Thermoelementen ist bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden. Dadurch, dass innerhalb eines Leitungspfads (d. h. Leitung, Anschlussbuchse, Steckstift) das gleiche Material gewählt wird, entstehen keine Materialübergänge, wodurch die zu messende Spannung ohne Verfälschungen von den Enden 14 zu den Steckstiften und von diesen weitergegeben wird.
In der Praxis werden die verbundenen Enden 14 zur Messung an zu messenden Fahrzeugkomponenten befestigt, beispielsweise an die Außenfläche dieser Komponenten angeklebt, angelötet, angeschweißt oder in sonstiger Weise mit der zu messenden Komponente verbunden.
Die Klemmvorrichtung der Anschlussbuchse 5, 6 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils ein um eine Drehachse 11 schwenkbarer Hebel 9, 10. Im geschlossenen Zustand drückt ein Arm 12 der Hebel 9, 10 das zu klemmende Leitungsende gegen die dem Hebel gegenüberliegende Begrenzung des Leitungsaufnahmebereichs. Die Klemmung mittels Hebel 9, 10 ist jedoch nur beispielhaft für eine schraubenlose, insbesondere werkzeuglose Klemmung. Ebenso kann die Klemmung mittels federbelasteter Drucktaster oder ähnlichem realisiert werden.
Während die Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf die offenbarten Ausführungsbeispiele zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.

Claims

Thermostecker (1) mit zwei Steckstiften (2, 3) unterschiedlichen, elektrisch leitenden Materials; zwei Anschlussbuchsen (5, 6), die jeweils mit einem der Steckstifte (2, 3) elektrisch verbunden sind, zum schraubenlosen Anschluss elektrischer Leitungen (7, 8), wobei die Anschlussbuchsen (5, 6) das gleiche Material aufweisen, wie der mit der jeweiligen Anschlussbuchse (5, 6) verbundene Steckstift (2, 3), wobei die Anschlussbuchsen (5, 6) jeweils eine Klemmvorrichtung aufweisen, mit der jeweils eine der Leitungen (7, 8) werkzeuglos in die Anschlussbuchse (5, 6) klemmbar ist, wobei die Klemmvorrichtung einen schwenkbaren Hebel (9, 10) aufweist, der in einer Stellung die Leitung (7, 8) von der Anschlussbuchse (5, 6) freigibt und in einer anderen Stellung die Leitung (7, 8) in der Anschlussbuchse (5, 6) festklemmt.
Thermostecker (1) gemäß Anspruch 1, wobei die Steckstifte (2, 3) jeweils aus dem gleichen Material wie ein gesamter, elektrisch leitender Teil der zugeordneten Anschlussbuchsen (5, 6) sind.
Thermostecker (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anschlussbuchse (5, 6) einen länglichen Leitungsaufnahmebereich ausbildet, wobei der Leitungsaufnahmebereich in einer Ebene senkrecht zur Längsachse einerseits von dem Material begrenzt wird, das gleich zu dem Material ist, aus dem der mit der jeweiligen Anschlussbuchse (5, 6) verbundene Steckstift (2, 3) ist, und auf einer gegenüberliegenden Seite von einem Kunststoffmaterial begrenzt wird.
Thermostecker (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steckstifte (2, 3) parallel zueinander verlaufen und wobei die Steckstifte (2, 3) senkrecht zu ihrer Längsrichtung unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
Thermostecker (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei einer der Steckstifte (2) aus Nickel-Chrom und der andere der Steckstifte (3) aus Nickel hergestellt sind.
Thermostecker (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zwei Steckstifte (2, 3) und die zwei Anschlussbuchsen (5, 6) in einem Gehäuse (4) aufgenommen sind, welches sich durchgängig und materialunterbrechungsfrei von den Steckstiften (2, 3) bis zu den Anschlussbuchsen (5, 6) erstreckt.
Temperaturmessanordnung mit einem Thermostecker (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Kabel (13), welches die zwei Leitungen (7, 8) aufweist, die aus den gleichen Materialien sind, wie die Steckstifte (2, 3) des Thermosteckers (1).
Kraftfahrzeug mit einem Thermostecker (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 oder einer Temperaturmessanordnung gemäß Anspruch 7.