DE3843233C2

DE3843233C2 -

Info

Publication number: DE3843233C2
Application number: DE19883843233
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Phys. Dr. 7016 Gerlingen De Gruenwald; Peter Dipl.-Ing. Nolting; Horst Ing.(Grad.) 7582 Buehlertal De Fedter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-12-22
Filing date: 1988-12-22
Publication date: 1992-07-23
Also published as: DE3843233A1

Description

Temperaturfühler für einen Luftstrom Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Temperaturfühler für einen Luft strom, insbesondere in elektronisch geregelten Heizungs- und/oder Klimaanlagen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen. Ein derartiger Temperaturfühler ist beispielsweise aus der US-PS 45 47 079 bekannt, welche eine Vorrichtung zeigt zur Bestimmung einer Durchschnittstemperatur mit einem langgestreckten Hohlkörper, der eine Mehrzahl von Lufteintrittsöffnungen aufweist, die entsprechend dem mit geringer werdender Durchtrittslänge abnehmenden Luftwiderstand kleiner werden. Ein temperaturempfindliches Bauelement zur Bestimmung der Durchtrittstemperatur der bewegten Luft ist in dem Hohlkörper nahe der Austrittsöffnung angeordnet. Auf diese Weise erhält man eine Durchschnittstemperatur über die Länge des Luftkanals, welche dem mit veränderlicher Kanallänge geänderten Strömungswiderstand und somit der Temperatur an den verschiedenen Orten über der Länge des Kanals Rechnung trägt.

Aus der DE-OS 19 26 191 ist ein Wärmefühler für einen gasbeheizten Backofen bekannt, welcher zur Ermittlung der Temperatur in dem Backofen einen mit Widerstandsdraht bewickelten Keramikkörper aufweist. Der Widerstandskörper hat eine relativ große Ausdehnung, so daß örtliche Temperaturunterschiede innerhalb des Backofens ausgeglichen werden zur Bestimmung der durchschnittlich in dem Raum herrschenden Temperatur. Der Keramikkörper mit dem aufgewickelten Widerstandsdraht ist vorzugsweise rahmenartig ausgebildet, wobei die Drahtwicklung zwischen den einzelnen Rahmenteilen frei gespannt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturfühler für einen Luftstrom zu schaffen, welcher eine zuverlässige Aussage über den Wärmegehalt der zugeführten Luft erlaubt. Diese Aufgabe wird mit den Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Temperaturfühler hat gegenüber bekannten Temperaturfühlern den Vorteil, daß mit einfachen technischen Mitteln eine sichere und zuverlässige Messung der gesamten zugeführten Luftmenge ermöglicht wird. Hierbei wird nicht nur die unterschiedliche Temperatur an verschiedenen Stellen des Luftstromes erfaßt, sondern auch der maßgebliche gesamte Wärmeinhalt des Luftstromes durch die Berücksichtigung der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten an verschiedenen Orten innerhalb des Luftstromes. Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, einen für die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten repräsentativen Bereich innerhalb des Luftstromes zu ermitteln. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Temperaturfühlers möglich. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der temperaturabhängige Widerstand bandförmig derart über den Querschnitt des Luftführungskanals gelegt wird, daß einerseits eine einwandfreie Messung ermöglicht und andererseits die Luftströmung möglichst wenig behindert und gestört wird.

Hinsichtlich der speziellen Gestaltung des temperaturabhängigen Widerstandes hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn dieser so ausgebildet wird, daß er im Bereich höherer Strömungsgeschwindigkeiten größere Meßwerte liefert durch mäanderförmige oder ähnliche Gestaltung mit kürzerer Schleifenlänge im Bereich höherer Strömungsgeschwindigkeit und umgekehrt. Hierdurch entsteht eine größere Meßfläche und ein stärkeres Signal mit größerer Gewichtung im Bereich der höheren Strömungsgeschwindigkeit, so daß ein integrierender Meß wert gebildet wird, welcher den gesamten Wärmeinhalt des Luftstromes erfaßt.

Bezüglich der Herstellung des Temperaturfühlers hat es sich als vor teilhaft erwiesen, wenn der temperaturabhängige Widerstand als Dick schichtwiderstand ausgebildet ist, welcher vorzugsweise in Siebdrucktechnik auf ein Keramiksubstrat aufgebracht wird. Der temperaturabhängige Widerstand ist dabei zweckmäßigerweise als NTC-Widerstand ausgebildet, weil sich hierbei für die elektronische Regelung günstige Verhältnisse ergeben. Der NTC-Fühler kann hochohmig (ca. 10-50 kΩ) ausgebildet werden bei geringem Flächenbedarf, im Gegensatz beispielsweise zu Pt- oder Ni-Sensoren. Außerdem besitzt ein NTC-Fühler eine sehr hohe Empfindlichkeit von 7000-12 000 ppm/°C im Vergleich zu einem Pt-Sensor mit etwa 3800 ppm/°C oder einem Ni-Sen sor mit 4400 ppm/°C.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Luftführungskanal mit Temperaturfühler und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen erfindungsge mäßen Temperaturfühler.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In Fig. 1 ist mit 10 ein Kanal für die Luftströmung 11 einer elek tronisch geregelten Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs bezeichnet. Der Luftstrom 11 streicht über eine Halterung 12 für einen temperaturabhängigen Widerstand 13, welcher über Steckan schlüsse 14 kontaktierbar ist.

Die Luftströmung 11 ist nicht über dem gesamten Querschnitt des Ka nals gleichmäßig, sondern sie unterscheidet sich an verschiedenen Orten sowohl hinsichtlich der Temperatur als auch hinsichtlich der Strömungsgeschwindigkeit. Hohe Strömungsgeschwindigkeiten sind bei "A" mit langen Pfeilen, niedrigere Strömungsgeschwindigkeiten bei "B" mit kürzeren Pfeilen gekennzeichnet. Der Anteil an Warmluft ist durch schraffierte Flächen dargestellt im Gegensatz zu kälteren, durch weiße Flächen gekennzeichnete Luftanteile.

In Fig. 2 sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile wie in Fig. 1 verwendet. Diese Abbildung zeigt, daß sich der temperaturabhängige Widerstand 13 innerhalb seiner Halterung 12 in Längsrichtung über den gesamten Querschnitt des etwa rechteckförmigen Kanals 10 er streckt. Der über die Steckanschlüsse 14 und Leiterbahnen 15 kontak tierte temperaturabhängige Widerstand 13 ist mäanderförmig ausgebil det mit kürzerer Schleifenlänge im Bereich höherer Strömungsge schwindigkeiten "A" und mit größeren Schleifenlängen im Bereich niedrigerer Strömungsgeschwindigkeiten "B". Die Gesamtlänge des tem peraturabhängigen Widerstandes ist mit "x" bezeichnet, die Breite der Mäander mit "y". Während die Breite der Mäander über die gesamte Längenausdehnung des temperaturabhängigen Widerstandes konstant ge wählt ist, unterscheiden sich die einzelnen Längenabschnitte "x1"-"x4" deutlich voneinander hinsichtlich ihrer Schleifenlänge und somit hinsichtlich ihrer wirksamen Oberfläche, so daß im Bereich der höheren Strömungsgeschwindigkeit "A" im Luftstrom eine größere Widerstandsänderung auftritt und demzufolge ein größerer Meßwert ge liefert wird. Durch die gewählte Anordnung und Gestaltung des tempe raturabhängigen Widerstandes erhält man insgesamt eine Integration über die verschiedenen Temperaturwerte unter Berücksichtigung der Strömungsgeschwindigkeit und somit der transportierten Wärmemenge.

Der temperaturabhängige Widerstand 13 ist als Dickschicht-Widerstand ausgebildet, welcher in Siebdrucktechnik auf das Keramiksubstrat 16 aufgebracht ist. Statt dessen wäre es ohne weiteres auch möglich, die Widerstandspaste in einem anderen Verfahren, beispielsweise durch Stempeldruck, aufzubringen oder anstelle eines aufgedruckten Widerstandes eine aufkaschierte Widerstandsfolie zu verwenden. Auch die mäanderförmige Gestaltung des temperaturabhängigen Widerstandes ist nicht die einzig mögliche Konfiguration, es könnte beispiels weise auch eine Gestaltung mit unterschiedlicher Breite und/oder un terschiedlichem Querschnitt über dem repräsentativen Bereich für die verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten gewählt werden. Bei Umkeh rung der Gestaltungsgesichtspunkte könnte anstelle eines NTC-Wider standes ein PTC-Widerstand eingesetzt werden.

Claims

1. Temperaturfühler für einen Luftstrom, insbesondere in elektro nisch geregelten Heizungs- und/oder Klimaanlagen, vorzugsweise von Kraftfahrzeugen, wobei der Luftstrom in einem Kanal geführt ist, in dem unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten der Luft an ver schiedenen Orten des Kanalquerschnittes auftreten und wobei ein temperaturabhängiger Widerstand (13) einen für die unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeit (A, B) im Luftstrom (11) repräsentativen Bereich (x, y) im Luftkanal (10) einnimmt und in dem Luftstrom (11) derart angeordnet ist, daß er als integrierender Fühler den Mittelwert der Lufttemperatur erfaßt.

2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) sich bandförmig über den Quer schnitt des Luftströmungskanals (10) erstreckt.

3. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeit (A, B) im Luftstrom (11) durch eine Gestaltung des temperaturabhängigen Wider standes (13) Rechnung getragen ist, welche im Bereich höherer Strö mungsgeschwindigkeit (A) einen größeren Meßwert liefert.

4. Temperaturfühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) mäanderförmig oder dergleichen mit kürzerer Schleifenlänge (x1) im Bereich höherer Strömungsge schwindigkeit (A) und umgekehrt ausgebildet ist.

5. Temperaturfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) als Dickschicht-Widerstand ausgebildet ist.

6. Temperaturfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) in Siebdrucktechnik hergestellt ist.

7. Temperaturfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) als Schicht auf einem Keramikplättchen (16) ausgebildet ist.

8. Temperaturfühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (13) als NTC-Widerstand ausgebildet ist.