DE2338169A1 - Electrical temperature sensor - esp for measurement of temperatures of exhaust gases in vehicles - Google Patents
Electrical temperature sensor - esp for measurement of temperatures of exhaust gases in vehiclesInfo
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Abstract
Description
R.I 5 83R.I 5 83
18.6.1972 Zr/MaJune 18, 1972 Zr / Ma
Anlage zurAttachment to
Patent- und Gebrauchs-Patent and utility
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ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart
Elektrischer Temperaturfühler, insbesondere zur Messung von Abgastemperaturen in KraftfahrzeugenElectric temperature sensor, in particular for measuring of exhaust gas temperatures in motor vehicles
Diese Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Temperaturfühler, insbesondere zur Messung von Abgastemperaturen in Kraftfahrzeugen, welcher einen seinen elektrischen Leitwert in Abhängigkeit von seiner Betriebstemperatur ändernden scheibenförmigen Widerstandskörper enthält, der mit seiner einen Kontaktseite auf dem Bohrungsgrund einer zentralen Längsbohrung eines metallischen, mit Einschraubgewinde versehenen Gehäuses liegt und mit seiner anderen Kontaktseite mit einem elektrisch leitfähigen Leiter in Verbindung steht, der von einem Wärme schlecht leitenden und elektrisch isolierenden Träger gehalten wird undThis invention relates to an electrical temperature sensor, in particular for measuring exhaust gas temperatures in motor vehicles, which is one of its electrical conductivities Depending on its operating temperature changing disk-shaped resistance body contains, which with its one contact side on the bottom of a central longitudinal bore of a metallic, with screw-in thread provided housing is and with its other contact side with an electrically conductive conductor in Connection is held by a poorly heat conducting and electrically insulating support and
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infolge der Druckwirkung einer zentralen Schraubenfeder gegen den Widerstandskörper gespannt gehalten wird.due to the pressure of a central helical spring is held taut against the resistance body.
Zur Abgasreinigung werden Reaktoren und Katalysatoren verwendet, die nur bei bestimmten Betriebstemperaturen ihre Punktion erfüllen,, gegenüber Überhitzung empfindlich sind und mittels Temperaturfühler überwacht werden, die bei höheren Temperaturen - im Kfz-Abgas bis 1000° C - einsetzbar sind. Für diesen Zweck sind Temperaturfühler mit einem NTC-Widerstand besonders gut geeignet, da sie eine hohe Meßspannung und einen grossen Signalhub liefern und demzufolge die nachzuschaltende elektronische Schaltung nicht zu teuer wird.Reactors and catalysts are used for exhaust gas cleaning, which only fulfill their puncture at certain operating temperatures, are sensitive to overheating and monitored by means of temperature sensors, which can be used at higher temperatures - in vehicle exhaust gas up to 1000 ° C are. Temperature sensors with an NTC resistor are particularly well suited for this purpose, as they have a high Supply voltage and a large signal swing and consequently the electronic circuit to be connected doesn't get too expensive.
Temperaturfühler dieser Art, deren scheibenförmiger Widerstandskörper (NTC-Widerstand) in oben beschriebener »/eise angeordnet ist, wurden, bereits zum Messen der Temperaturen von Fleisch, Geflügel u.a. in Küchengeräten ver v/ende ti der Aufbau dieser bekannten Temperaturfühler ist jedoch sehr kompliziert, teuer und für eine Massenfertigung wenig geeignet.Temperature sensor of this type, the disk-shaped resistance body (NTC resistor) in the above-described »/ Is arranged, have already been used for measuring the temperatures of meat, poultry, etc. in kitchen appliances, the structure of these known temperature sensors is lost however, it is very complicated, expensive and unsuitable for mass production.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturfühler zu schaffen, der zur Messung der Abgastemperaturen geeignet, preiswert und für eine wirtschaftliche Massenfertigung prädestiniert ist.The invention is based on the object to provide a temperature sensor that is used to measure the Exhaust gas temperatures suitable, inexpensive and for an economical Mass production is predestined.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das Gehäuse anschlusseits eine zentrale Aufbohrung hat ^ in der ein keramischer Isolator eingesetzt und befestigt ist, in dessen axial zur Gehäuse-Längsbohrung verlaufender Zentralbohrung der anschlusseitige Endabschnitt des Trägers, eine Schraubenfeder und ein An-According to the invention, this object is achieved by that the housing has a central bore hole on the connection side, in which a ceramic insulator is inserted and fastened is, in its axial to the housing longitudinal bore running central bore of the connection-side end section of the carrier, a coil spring and an
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schlussbolzen geführt sind und dabei vorzugsweise in einem nicht mehr vom Gehäuse umgebenen Bereich liegen; der Isolator weist dabei an seiner Aussenseite eine Schulter auf, auf der - ggf. unter Verwendung von weichen Metallscheiben ein Bördelrand des Gehäuses fest aufliegt. Die Schraubenfeder dient bei dieser Ausführung gleichzeitig als Stromleiter und steht deshalb mit ihrem einen Ende mit dem Leiter und mit ihrem anderen Ende mit dem Anschlussbolzen in direktem oder indirektem elektrischem Kontakt.Lock bolts are guided and preferably in one area no longer surrounded by the housing; the insulator has a shoulder on its outside which - possibly using soft metal disks - rests firmly on a beaded edge of the housing. The coil spring In this version, it also serves as a conductor and is therefore at one end with the Conductor and at its other end with the connecting bolt in direct or indirect electrical contact.
Der Leiter kann als Metallschicht auf dem Träger aufgebracht sein, er kann aber auch als Di-aht durch den Träger gezogen sein.The conductor can be applied as a metal layer on the carrier, but it can also be a thread through the Be pulled.
Da das Gehäuse des Temperaturfühlers gleichzeitig als Masseanschluss dient, liegt der Widerstandskörper mit seiner einen Kontaktseite am Bodengrund des Gehäuses in einem Passloch, das sich derart nach oben hin erweitert, dass die zweite Kontaktseite des Widerstandskorpers das Gehäuse nicht berührt.Since the housing of the temperature sensor also serves as a ground connection, the resistor body is also included its one contact side on the bottom of the housing in a pass hole, which widens upwards in such a way, that the second contact side of the resistor body does not touch the housing.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben und näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described and described in more detail below explained. Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Temperaturfühler nach der Erfindung in vergrösserter Darstellung, 1 shows a longitudinal section through a temperature sensor according to the invention in an enlarged representation,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Spitze des Temperaturfühler nach Fig. 1 in weiter vergrösserter Darstellung,Fig. 2 is a longitudinal section through the tip of the temperature sensor according to Fig. 1 in a further enlarged view,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Träger, dessen Leiter als Metallschicht in einem Längsschlitz untergebracht' ist (vergrösserte Darstellung) undFig. 3 shows a cross section through a carrier, the head of which is housed as a metal layer in a longitudinal slot (enlarged view) and
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Fig. 4 einen Querschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Trägers, dessen Leiter eine auf den Trägerkern aufgebrachte Metallschicht ist, die durch einen Isoliermantel bedeckt ist (vergrösserte Darstellung).4 shows a cross section through another embodiment a carrier, the conductor of which is a metal layer applied to the carrier core, the is covered by an insulating jacket (enlarged view).
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Temperaturfühler 10 besitzt ein metallisches Gehäuse 11, das an seiner Aussenseite ein Einschraubgewinde 12 für den Einbau in die Abgasanlage hat, an seinem anschlusseitigen Endabschnitt mit einem Schlüssel-Sechskant 13 versehen ist und an seinem Einbauende als Hülse 14- mit Boden 15 verlängert ist. Die zentrale Längsbohrung 16 dieses Gehäuses 11 ist am anschlusseitigen Endabschnitt des Gehäuses 11 zu einer Aufbohrung 17 erweitert.The temperature sensor 10 shown in Fig. 1 and 2 has a metallic housing 11 on its outside has a screw-in thread 12 for installation in the exhaust system on its connection-side end section is provided with a wrench hexagon 13 and on its installation end as a sleeve 14 with base 15 extended is. The central longitudinal bore 16 of this housing 11 is at the connection-side end portion of the housing 11 to one Boring 17 expanded.
Auf dem zwischen Längsbohrung 16 und Aufbohrung 17 des Gehäuses 11 gebildeten Absatz 18 steht ein keramischer Isolator 19 mit seiner Stirnfläche 20 auf; dieser Isolator 19 ragt aus der Aufbohrung 17 öes Gehäuses 11 heraus, wobei er sich in Höhe des anschlusseitigen Endabschnitts des Gehäuses 11 verjüngt. Auf der durch die Verjüngung gebildeten -Schulter 21 drückt ein Bördelrand 22 des Gehäuses 11, wobei zweckmässigerweise eine weiche Metallscheibe 23 zwischen Bördelrand 22 und Schulter 21 eingelegt ist. Vorteilhaft für das unterschiedliche Wärme-Ausdehnungsverhalten von Gehäuse 11 und Isolator 19 ist es, wenn zwischen dem Isolator 19 und dem Gehäuse-Absatz 18 ein nicht dargestelltes Federelement (z.B. eine Tellerfeder) angeordnet ist. Der Isolator 19 hat eine Zentralbohrung 24-, die axial zur Gehäuse-Längsbohrung 16 verläuft und sich anschlusseits als Anschlusschrauben-Durchbruch 25 fortsetzt; auf dem zwischen Durchbruch 25 und Zentralbohrung 24 gebildeten Absatz 26 liegt der Flansch 27 eines anschlusseits aus dem Isolator 19 herausragenden, mit Gewinde 28 und Mutter 29 versehenen Anschlußbolzens 30 auf, der an seinem zur Zentralbohrung 24 weisenden Ende, einen Führungszapfen 31 trägt.On the between the longitudinal bore 16 and the counter bore 17 of the Housing 11 formed shoulder 18 is a ceramic insulator 19 with its end face 20; this isolator 19 protrudes from the bore 17 or the housing 11, wherein it tapers at the level of the connection-side end section of the housing 11. On the one formed by the taper -Shoulder 21 presses a flanged edge 22 of the housing 11, a soft metal disk 23 is inserted between the beaded edge 22 and shoulder 21. Advantageous for the different thermal expansion behavior of housing 11 and insulator 19 is when between the insulator 19 and the housing shoulder 18 is a not shown Spring element (e.g. a disc spring) is arranged. The insulator 19 has a central bore 24, the axially runs to the housing longitudinal bore 16 and continues on the connection side as a connecting screw opening 25; on the between The shoulder 26 formed by the opening 25 and the central bore 24 is the flange 27 of a connection side from the insulator 19 protruding, provided with thread 28 and nut 29 connecting bolt 30, which on his to the central bore 24 pointing end, a guide pin 31 carries.
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Der Grund von der GeL?:use-Längsbohrung 16 ist als Passloch 32 ausgebildet, in de": der Widerstandskörper 33 mit seiner unteren Kontaktseite 31^ fixiert und mit dem Gehäuse 11 in elektrisch leitendem Kontakt ist; das Passloch 32 erweitert sich derart nach oben, dass die obere Kontaktseite 35 des Widerstandskörpers 33 das Gehäuse 11 nicht mehr berührt und demzufolge isoliert ist (s. insbesondere Fig. 2).The reason for the GeL? : use longitudinal bore 16 is designed as a fitting hole 32 in which: the resistor body 33 is fixed with its lower contact side 3 1 ^ and is in electrically conductive contact with the housing 11; the fitting hole 32 widens upwards in such a way that the upper contact side 35 of the resistance body 33 no longer touches the housing 11 and is therefore isolated (see in particular FIG. 2).
Die obere Kontaktseite 35 des Widerstandskörpers 33 steht mit einem elektrischen Leiter 36 durch Druck in elektrischem Kontakt; dieser Leiter 36 besteht aus einem warmfesten Draht. von 0,5 Eun Durchmesser und ist durch die beiden Längsbohrungen 37 und 38 eines aus Keramik bestehenden Trägers 39 hindurchgeführt und an beiden Enden des Trägers 39 miteinander verbunden. Die Verbindung der beiden Endabschnitte des Leiters 36 an anschlusseitigen Ende des Trägers 39 ist eine Verdrillung 40, die zusätzlich noch von einer aufgequetschten Metallbüchse 41 mit Führungszapfen 42 gesichert ist. Anstelle dieser Konstruktion ist auch ein Träger 39 möglich, der nur eine einzige Längsbohrung mit hindurchgehendem drahtförciigem elektrischen Leiter aufweist.The upper contact side 35 of the resistor body 33 is standing with an electrical conductor 36 by pressure in electrical Contact; this conductor 36 consists of a heat-resistant wire. of 0.5 eun diameter and is through the two longitudinal bores 37 and 38 of a carrier 39 made of ceramic passed through and connected to one another at both ends of the carrier 39. The connection of the two end sections of the conductor 36 is at the connection-side end of the carrier 39 a twist 40, which is additionally secured by a crimped metal sleeve 41 with guide pins 42 is. Instead of this construction, there is also a carrier 39 possible, which has only a single longitudinal bore with a wire-shaped electrical conductor passing through it.
Der Druck von dem Leiter 36 auf den Widerstandskörper 33 erfolgt durch eine Schraubenfeder 43, die mit ihrem einen Endabschnitt auf dem Führungszapfen ~$Λ des Anschlussbolzens 30 fixiert ist und mit ihrem anderen Endabschnitt auf die Metallbuchse 41 an dem Träger 39 drückt; der letztere Endabschnitt der Schraubenfeder 43 ist auf dem Führungszapfen 42 der Metallbuchse 41 fixiert.The pressure from the conductor 36 on the resistance body 33 is carried out by a helical spring 43 which is fixed with its one end portion on the guide pin of the connecting bolt 30 and with its other end portion presses on the metal bushing 41 on the carrier 39; the latter end portion of the coil spring 43 is fixed on the guide pin 42 of the metal bush 41.
Die Schraubenfeder 43 ist somit dem Einfluß der hohen Wärmeeinwirkung des Abgasrohres weitgehend entzogen und behält unverändert seine Kraft-Weg-Ch'arakteristik.The coil spring 43 is thus exposed to the influence of high heat largely withdrawn from the exhaust pipe and retains its force-displacement characteristics unchanged.
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Die Temperaturmessung mittels eines erfindungsgemässen Temperaturfühlers 10 erfolgt so, dar,s sich die in den Abgasen befindliche Temperatur "auf die Temperaturfühler-Hülse Ik überträgt, die die Wärme ihrerseits an den Widerstandskörper 33 abgibt; infolge der Änderung der Betriebstemperatur des Widerstandskörpers 33 ändert sich auch sein 'Widerstand, der in einem Schaltkreis liegt, in dem sich auch in Reihe der Anschlussbolzen 30* die Schraubenfeder 43* die Metallbuchse kl, der Leiter 36, der Widerstandskörper 33 und das Temperaturfühler-Gehäuse 11 liegen; die Schraubenfeder k~j, die ausser zur Druckerzeugung auch Gleichzeitig als Stromleiter dient, ist dem Einfluss der Abgaswärme dadurch weitgehend entzogen, dass die Länge des Trägers 39 im Verhältnis zum Durchmesser des Leiters 36 sehr gross ist (das Verhälstnis der Länge des Trägers 39 sum Durchmesser des Leiteres 36 beträgt vorzugsweise mindestens 50:1).The temperature measurement by means of a temperature sensor 10 according to the invention takes place in such a way that the temperature in the exhaust gases is transferred to the temperature sensor sleeve Ik , which in turn transfers the heat to the resistance body 33; as a result of the change in the operating temperature of the resistance body 33, it also changes its' resistance, which lies in a circuit in which there are also in series the connecting bolts 30 *, the helical spring 43 *, the metal socket kl, the conductor 36, the resistance body 33 and the temperature sensor housing 11; the helical spring k ~ j, the In addition to serving as a conductor for pressure generation, the influence of the exhaust gas heat is largely withdrawn from the fact that the length of the carrier 39 is very large in relation to the diameter of the conductor 36 (the ratio of the length of the carrier 39 to the diameter of the conductor 36 is preferably at least 50: 1).
In Fig. 3 ist eine Alternative für einen Träger 50 mit einem Leiter 51 dargestellt; dabei wird der Leiter 5^ von einer Metallschicht gebildet, die sich in einem Längsschlitz des Trägers 50 befindet. Als Stoffe für die Metallschicht für den Leiter 51 sind besonders Platin, Gold und Silber geeignet. Anstelle eines einzigen Längsschlitzes 52 können alternativ auch mehrere Längsschlitze ,· 52 mit Leitern 5^ a^1 Träger 50 angebracht sein; ausserdem kann anstelle eines oder mehrerer Längsschlitze 52 auch eine Längsbohrung in einem Träger mit einer Metallschicht als Leiter 51 beschichtet sein.In Fig. 3 an alternative for a carrier 50 with a conductor 51 is shown; The conductor 5 ^ is formed by a metal layer which is located in a longitudinal slot in the carrier 50. Particularly suitable materials for the metal layer for the conductor 51 are platinum, gold and silver. Instead of a single longitudinal slot 52, a plurality of longitudinal slots 52 with conductors 5 ^ a ^ 1 carrier 50 can alternatively be attached; In addition, instead of one or more longitudinal slots 52, a longitudinal bore in a carrier can also be coated with a metal layer as a conductor 51.
In Fig. 4- ist eine weitere Alternative eines Trägers 60 mit einem Leiter 61 dargestellt; bei dieser Ausführungsform ist der Leiter 6.1 eine Metallschicht, die auf der gesamten Mantelfläche des Trägers 60 aufgebracht ist und anschliessend durch eine Schicht 62 aus Wärme schlecht und Elektrizität nicht leitendem Stoff (z.B. eine Glasur) bedeckt ist. Auch bei dieser Ausführungsform kann alsReferring to Figure 4-, there is another alternative carrier 60 shown with a conductor 61; In this embodiment, the conductor 6.1 is a metal layer on the entire lateral surface of the carrier 60 is applied and then poorly by a layer 62 of heat and electricity non-conductive material (e.g. a glaze) is covered. In this embodiment, too, can be used as
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Leiter Platin, Gold oder Silber Verwendung finden.Head platinum, gold or silver can be used.
Es sei erwähnt, dass die Temperatur-Ansprechempfindlichkeit des Temperaturfühlers 10 dadurch verbessert v/erden kann, wenn Wärmeleitansätze 44 am Boden 15 der Gehäuse-Hülse 14-angebracht sind.It should be noted that the temperature responsiveness of the temperature sensor 10 can be improved if heat-conducting attachments 44 are attached to the bottom 15 of the housing sleeve 14 are.
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Claims (12)
Priority Applications (1)
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| DE19732338169 DE2338169A1 (en) | 1973-07-27 | 1973-07-27 | Electrical temperature sensor - esp for measurement of temperatures of exhaust gases in vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| DE19732338169 Pending DE2338169A1 (en) | 1973-07-27 | 1973-07-27 | Electrical temperature sensor - esp for measurement of temperatures of exhaust gases in vehicles |
Country Status (1)
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