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Die Erfindung betrifft eine Temperaturmessanordnung.
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Derartige Temperaturmessanordnungen werden benötigt, um beispielsweise in einem Getriebe angeordnet zu werden, und so dessen Betriebstemperatur zu überwachen.
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Stand der Technik
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In einer bekannten Anwendung können solche Temperaturmessanordnungen beispielsweise in Schienenfahrzeugen eingesetzt werden.
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So bezieht sich die Druckschrift
EP1365163A1 auf eine Lageranordnung eines Eisenbahnfahrzeugs mit einem Mess-Schraubbolzen zur ständigen Überwachung der Arbeitstemperatur des Lagers und beschreibt dazu einen Temperatursensor, der in einem Gehäuse eines Getriebes angeordnet und über ein Kabel oder eine Funkverbindung an eine elektronische Einheit angeschlossen ist.
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Die Druckschrift
DE69809214T2 offenbart eine Vorrichtung mit einem Sensor zur Befestigung in einer Achslagereinheit für Schienenfahrzeuge. Dabei wird ein Sensor an der oberen Hälfte eines ringförmigen Einsatzteils angeordnet und elektrisch mit Anschlussmitteln verbunden, wobei die Anschlussmittel an einer unteren Hälfte des Einsatzteils angeordnet sind.
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Die Druckschrift
EP1211500B1 beschreibt ein Drehlager mit verschiedenen integrierten Sensoren, unter denen sich auch ein Temperatursensor befindet, und entsprechenden elektrischen Anschlüssen.
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Auch die Druckschrift
EP571875A1 beschreibt einen Temperatursensor, der in einem solchen Drehlager angeordnet ist.
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Weiterhin ist es bekannt, solche Temperatursensoren auch in Getrieben von Windkraftanlagen einzusetzen, beispielsweise um deren Überhitzung zu vermeiden.
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Nachteilig dabei ist, dass in Getrieben naturgemäß Vibrationen auftreten, wodurch die Lebensdauer der im Stand der Technik bekannten Temperaturmessanordnungen leider begrenzt ist. Insbesondere verursachen Zug- und Vibrationskräfte, die über ein elektrisches Kabel an die Anschlüsse von Temperatursensoren übertragen werden, an dieser Stelle oft eine Zerstörung elektrischer Lötkontakte. Somit besteht derzeit ein Bedarf an Temperaturmessanordnungen, deren Betriebssicherheit auch bei entsprechenden Vibrationen über einen möglichst langen Zeitraum sichergestellt ist.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht dementsprechend darin, eine Bauform für eine Temperaturmessanordnung anzugeben, die über einen möglichst langen Zeitraum eine besonders hohe Stabilität gegen Vibrationen aufweist. Weiterhin soll die erfindungsgemäße Temperaturmessanordnung gegebenenfalls auch in kleinen Stückzahlen mit nur geringem Aufwand und dementsprechend preisgünstig zu fertigen sein.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des unabhängigen Schutzanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei der Erfindung handelt es sich um eine Temperaturmessanordnung, die einen Schraubbolzen umfasst, der in eine dafür vorgesehene Ausnehmung eines Getriebes eingeschraubt werden kann.
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Dabei ist ein dazugehöriger Temperatursensor in einem Hohlraum des Schraubbolzens angeordnet und es sind mindestens zwei Anschlusskontakte des Temperatursensors über mindestens zwei elektrische Leiter mit mindestens zwei elektrischen Kontakten des Steckverbinders elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise ist ein erster Anschlusskontakt des Temperatursensors über einen ersten elektrischen Leiter elektrisch leitend mit einem ersten Kontakt des Steckverbinders verbunden und ein zweiter Anschlusskontakt des Temperatursensors ist über einen zweiten elektrischen Leiter elektrisch leitend mit einem zweiten Kontakt des Steckverbinders verbunden.
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Der Steckverbinder ist dabei vorteilhafterweise in den Schraubbolzen eingeschraubt oder in die Öffnung des Schraubbolzen eingeklebt oder anderweitig in oder an dem Schraubbolzen befestigt. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Temperatursensor am Steckverbinder befestigt und insbesondere über die elektrischen Leiter fest mit den Kontakten des Steckverbinders verlötet ist, weil der Temperatursensor bei ausreichender mechanischer Steifigkeit der elektrischen Leiter durch diese elektrischen Leiter frei stehend am Steckverbinder und somit nach Befestigen des Steckverbinders in oder an dem Schraubbolzen berührungslos, d. h. ohne direkten mechanischen Kontakt mit dem Schraubbolzen, in dessen Hohlraum gehalten sein kann.
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Weiterhin ist durch die Lötverbindung ein zuverlässiger elektrischer Kontakt mit einer hohen mechanischen Stabilität gegeben. Der Hohlraum mit dem darin eingefügten Temperatursensor kann auch mit einer Vergussmasse, beispielsweise mit einem Kunstharz oder einem Thermoplast, vergossen sein, wodurch die Zugentlastung der elektrischen Leiter durch den Steckverbinder insbesondere zum Schutz vor Vibrations- und Zugkräften, wie unten näher beschrieben, von erheblicher Bedeutung ist.
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Über den Steckverbinder kann vorteilhafterweise ein entsprechendes Kabel mit einem passenden Gegenstecker an die Temperaturmessanordnung angeschlossen werden, um das Signal des Temperatursensors weiterzuleiten und beispielsweise einer Auswerteinheit zuzuführen.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Steckverbinder bereits ein oder mehrere Zugentlastungselemente aufweist, welche eine Übertragung von Zug- und Vibrationskräften durch das Kabel auf die Kontakte des Steckverbinders und letztlich auf den Temperatursensor verhindern.
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Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, dass durch den Einsatz des Steckverbinders ein Herausragen der elektrischen Leiter aus dem Schraubbolzen vermieden wird. Dies hat den Vorteil, dass sich der Schraubbolzen sehr einfach in die dafür vorgesehene Ausnehmung des Getriebes einschrauben lässt, weil sich die elektrischen Leiter, z. B. Litzen oder Einzeldrähte, dadurch nicht verdrehen und/oder verwinden. Das Kabel kann dagegen nach diesem Einschraubvorgang unverdreht mit seinem Gegenstecker an den Steckverbinder der Temperaturmessanordnung angeschlossen werden.
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Weiterhin hat diese erfindungsgemäße Anordnung auch den Vorteil, dass unterschiedlich lange Kabel angeschlossen werden können, so dass die Kabellänge problemlos den Erfordernissen vor Ort angepasst werden kann.
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Außerdem ist es von Vorteil, dass zur Herstellung der Anordnung ausschließlich im Stand der Technik bereits existierende Bauteile Verwendung finden, weil dies auch eine preisgünstige Herstellung geringer Stückzahlen, z. B. in Handarbeit, ermöglicht.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass der Schraubbolzen einen Hohlraum aufweist, da der Temperatursensor darin angeordnet sein kann und so vor mechanischen Beschädigungen und anderen Umwelteinflüssen wie Staub und Feuchtigkeit geschützt ist. Bei den mindestens zwei elektrischen Anschlüssen des Temperatursensors kann es sich um sogenannte „Litze”, d. h. um eine Vielzahl einzelner dünner Drähte, handeln. Es kann sich dagegen bei diesen Anschlüssen aber auch um mechanisch feste elektrische Leiter, z. B. um einzelne, vergleichsweise steife elektrisch leitende Drähte handeln. Dies hat den Vorteil, dass der Temperatursensor durch die Lötverbindung zwischen den elektrischen Leitern und den Kontakten des Steckverbinders mechanisch besonders fest und damit zumindest zunächst frei stehend an dem Steckverbinder gehalten ist. Durch Einführen des Temperatursensors in den Hohlraum des Schraubbolzens und anschließendes Befestigen des Steckverbinders in oder an dem Schraubbolzen kann der Temperatursensor so berührungslos und frei stehend im Hohlraum des Schraubbolzens gehalten sein. Dies hat den Vorteil, dass der Temperatursensor besonders gut vor Vibrationen geschützt ist.
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Bei dem Steckverbinder kann es sich um einen Schraubsteckverbinder handeln, der sich dadurch auszeichnet, dass er ein Schraubgewinde aufweist. Die Öffnung des Schraubbolzens kann kreisrund ausgeführt sein. Dann kann der Schraubsteckverbinder in die kreisrunde Öffnung eingeschraubt werden, indem er sich mit seinem Schraubgewinde in das Material des Schraubbolzens eingräbt. Weiterhin kann die kreisrunde Öffnung des Schraubbolzens auch ein Innengewinde aufweisen, in welches der Schraubsteckverbinder mit seinem Schraubgewinde eingeschraubt werden kann. Wie weiter unten beschrieben ist, kann der Steckverbinder in die Öffnung des Schraubbolzens eingeklebt werden. Dazu ist es besonders vorteilhaft, wenn der Steckverbinder einen Riffelbereich aufweist, mit dem er in der kreisrunden Öffnung des Schraubbolzens verklebt wird. In einer besonders vorteilhaften Ausführung kann es sich auch in diesem Fall um einen Schraubsteckverbinder handeln. Dann kann dessen Schraubgewinde dazu dienen, mit einer Überwurfmutter des Gegensteckers verschraubt zu werden, um dadurch eine besonders stabile Steckverbindung herszustellen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Hohlraum des Schraubbolzens kurz vor dem Einbringen der Steckverbinders in die Öffnung des Schraubbolzes mit einer elektrisch isolierenden Vergussmasse, z. B. einem Kunstharz, insbesondere einem Gießharz oder einer andere Vergussmasse, beispielsweise einem Thermoplast, ausgefüllt, so dass diese nach Einbringen des Steckverbinders in den Schraubbolzen aushärtet. Insbesondere empfiehlt es sich, als Vergussmasse ein Standardmaterial für den Verguss elektrischer Bauteile zu verwenden, beispielsweise ein Gießharz namens „ISO-PUR K 760” oder auch ein vergleichbares kalthärtendes 2-Komponenten-Polyurethangießharz. Weiterhin kann als Kriterium bei der Auswahl einer geeigneten Vergussmasse auch deren Elastizität im ausgehärteten Zustand berücksichtigt werden, wobei sich bereits eine geringe Elastizität positiv auf einen zusätzlichen mechanischen Schutz des Temperatursensors vor Vibrationen auswirkt, ohne die Stabilität der Anordnung zu beeinträchtigen.
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Nach Vergießen, Befestigen des Steckverbinders und Aushärten der Vergussmasse ist der Hohlraum vollständig oder teilweise mit der ausgehärteten Vergussmasse gefüllt und der Temperatursensor, der sich in dem Hohlraum des Schraubbolzens befindet, ist von der ausgehärteten Vergussmasse umgeben.
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In diesem Zusammenhang offenbart sich der besondere Vorteil der zugentlastenden Wirkung, den der Steckverbinder auf die elektrischen Leiter besitzt. Denn während zum einen der Temperatursensor von der ihn umgebenden, ausgehärteten Vergussmasse je nach deren Elastizität mehr oder weniger fest gehalten ist, bilden sich zum anderen in der ausgehärteten Vergussmasse für die daraus herausgeführten elektrischen Leiter entsprechende Kanäle, durch welche die elektrischen Leiter lediglich in ihrem Verlauf festgelegt, aber entlang ihres Verlaufs von der Vergussmasse beweglich gehalten sind und dementsprechend nicht oder nur bedingt in der Lage sind, Zug- und Vibrationskräfte von den Anschlusskontakten des Temperatursensors fernzuhalten. Durch die zugentlastende Wirkung des Steckverbinders werden jedoch Zug- und Vibrationskräfte bereits von den elektrischen Leitern ferngehalten.
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Ohne diesen Steckverbinder und seine zugentlastende Wirkung wären die Anschlusskontakte des Temperatursensors also einer ständigen Beanspruchung durch die Vibrations- und Zugkräfte der aus der Vergussmasse und dem Schraubbolzen herausgeführten elektrischen Leiter ausgesetzt. Dementsprechend würden sich die Lötverbindungen an den Anschlusskontakten nach einiger Zeit lösen und, da sie trotzdem durch die Vergussmasse bedingt an den elektrischen Anschlusskontakten des Temperatursensors gehalten wären, nur gelegentlich einen elektrischen Kontakt mit diesen herstellen und würden somit sogenannte „Wackelkontakte” bilden. Gerade diese „Wackelkontakte” sind jedoch im laufenden Betrieb besonders problematisch, weil diese eine Fehleranalyse erschweren und so die Betriebssicherheit, beispielsweise einer Windkraftanlage, erheblich beeinträchtigen würden.
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Durch den Einsatz eines erfindungsgemäßen Steckverbinders sind solche Fehler dagegen nahezu ausgeschlossen. Eine solche Anordnung besitzt somit auch über einen langen Zeitraum einen hohen Schutz gegen das Entstehen solcher „Wackelkontakte”. Dies gilt insbesondere auch bei Vibrationen, die über einen langen Zeitraum wirken.
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Zur Befestigung des Steckverbinders bietet sich im Zusammenhang mit dem Vergießen des Hohlraums ein Verkleben des Steckverbinders im oder am Schraubbolzen an, welches bevorzugt folgendermaßen durchgeführt wird: Der Steckverbinder kann teilweise in die Öffnung des Schraubbolzens eingeführt und dort verklebt werden. Insbesondere kann das Verkleben durch die Vergussmasse erfolgen, mit welcher der Hohlraum der Schraubbolzens ganz oder teilweise ausgefüllt wird. Insbesondere bei vollständigem Ausfüllen des Hohlraums mit der Vergussmasse dringt die Vergussmasse bei Einführen des Steckverbinders zwischen den Steckverbinder und den Schraubbolzen, verhärtet dort und klebt den Steckverbinder dadurch am Schraubbolzen fest.
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Zum Verkleben des Steckverbinders mit dem Schraubbolzen kann der Steckverbinder in einem dafür vorgesehenen Bereich Riffel aufweisen, so dass es bei diesem Bereich sich um ein Riffelbereich handelt. Mit diesem Riffelbereich kann der Steckverbinder mit der Öffnung des Schraubbolzens ganz oder teilweise eingeführt und verklebt werden. Dabei kann auch ein Schraubsteckverbinder verwendet werden. Ein solcher Schraubsteckverbinder zeichnet sich dadurch aus, dass er ein Außengewinde besitzt. Er kann beispielsweise eine ringförmige Verbreiterung mit zwei jeweils daran anschließende Anschrägungen aufweisen und das Außengewinde kann sich auf dieser ringförmigen Verbreiterung befinden.
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Mit diesem Gewinde könnte der Schraubsteckverbinder in einer anderen Ausgestaltung auch in ein Innengewinde des Schraubbolzens eingeschraubt werden. In dieser Ausführung jedoch wird er jedoch bereits mit seinem Riffelberreich in den Schraubbolzen geklebt. Die Riffel sind dabei besonders vorteilhaft, weil der Steckverbinder dadurch in dem Schraubbolzen kraftschlüssig gehalten ist und außerdem auch bezüglich des Verklebens mit der Vergussmasse einen erhöhte Haltekraft besitzt als eine glatte Oberfläche. Das Außengewinde steht dementsprechend zunächst frei und kann beispielsweise verwendet werden, um nach Einstecken des Gegensteckers mittels einer dazugehörigen Überwurfmutter fest verschraubt zu werden, wie es dem üblichen Einsatz eines Schraubsteckverbinders entspricht.
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Dadurch ist der Schraubsteckverbinder fest mit dem Gegenstecker verschraubt und somit zuverlässig mit dem Kabel verbunden. Eine solche Anordnung besitzt auch über einen langen Zeitraum einen hohen Schutz gegen unbeabsichtigte Trennung von dem Steckverbinder und dem Gegenstecker. Dies gilt insbesondere auch bei Vibrationen, die über einen langen Zeitraum wirken.
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Das Verkleben des Steckverbinders mit dem Schraubbolzen hat den Vorteil, dass im Falle des Vergießens des Hohlraums mit einer Vergussmasse kein zusätzliches Verschrauben des Steckverbinders mit dem Schraubbolzen notwendig ist. Mit der Vermeidung des Verschraubungsvorgangs entfällt auch ein entsprechendes Drehen des am Steckverbinder befestigten Temperatursensors sowie der daran angeschlossenen elektrischen Leiter in der zu diesem Zeitpunkt noch nicht ausgehärteten, d. h. flüssigen, Vergussmasse. Da diese Vergussmasse auch im noch nicht ausgehärteten Zustand eine gewisse Viskosität aufweist, ist somit durch die Vermeidung des Verschraubungsvorgangs auch die Gefahr beseitigt, dass der Temperatursensor und/oder die elektrischen Leiter dementsprechend beschädigt, verdreht oder anderweitig deformiert werden könnten.
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Der Schraubbolzen besitzt eine Länge, die parallel zu einer Symmetrieachse des Schraubbolzens oder zumindest des zylindrischen Bereichs des Schraubbolzens verläuft. Ebenso besitzt die Temperaturmessanordnung eine Länge, die parallel zu der des Schraubbolzens gemessen wird.
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Dementsprechend bedeutet das Kennzeichen, dass der Schraubbolzen eine „längliche Form” aufweist, dass die Länge des Schraubbolzens deutlich größer ist als sein rechtwinklig zur Längsachse zu messender Durchmesser. Dabei bedeutet der Begriff „deutlich größer” mindestens doppelt so groß, bevorzugt mindestens dreimal so groß, besonders bevorzugt mindestens viermal so groß und insbesondere mindestens sechsmal so groß, also beispielsweise achtmal so groß. Somit kann die Länge des Schraubbolzens beispielsweise 8 cm und der Durchmesser des Schraubbolzens kann dementsprechend 8 mm betragen.
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Es können, je nach Einsatzgebiet verschiedene Temperatursensoren verwendet werden, nämlich beispielswiese der KTY81 oder der PT100. Der KTY81 kann laut Datenblatt bis zur Temperaturen von 150°C eingesetzt werden. Der PT100 ist für Temperaturen von bis zu 230°C ausgelegt.
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Um die verwendeten Temperatursensoren anzuzeigen, kann ein beschrifteter Ring eingesetzt werden, auf dem der jeweilige Temperatursensor bezeichnet ist. Zur besseren Wiedererkennung auch auf größere Entfernung und aufgrund der zu erwartenden Umwelteinflüsse, die im Getriebe herrschen, z. B. Hitze, Öl, Dampf, etc., ist es allerdings vorteilhaft, die Unterscheidung durch die Verwendung von Farbringen vorzunehmen. Beispielswiese kann bei Einsatz eines KTY81 als Temperatursensor grundsätzlich ein gelber Farbring verwendet werden. Die Verwendung eines roten Farbrings kann dagegen bedeuten, dass statt dessen ein PT100 als Temperatursensor in dem Schraubbolzen angeordnet ist.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
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1 Eine Explosionszeichnung einer Temperaturmessanordnung;
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2 eine Querschnittsdarstellung der Temperaturmessanordnung in einem zusammengesetzten Zustand;
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3 eine Draufsicht auf die Anschlussseite der zusammengesetzten Temperaturmessanordnung;
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4 eine 3D-Darstellung der Temperaturmessanordnung in einem zusammengesetzten Zustand.
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Die 1 zeigt eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Temperaturmessanordnung, umfassend einen Schraubbolzen 1, einen Temperatursensor 2, zwei elektrische Leiter 31, 32 einen Markierungsring 4 und einen Steckverbinder 5.
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Der Schraubbolzen 1 weist an einem ersten Ende einen zylindrischen Bereich 11 mit einem Außengewinde 111 auf. Weiterhin besitzt der Schraubbolzen 1 einen im Querschnitt sechseckigen Bereich 14 mit Kanten 141, 142, 143, ..., wodurch dieser Bereich besonders gut zum Ansetzen eines Schraubschlüssels geeignet ist. Weiterhin besitzt der Schraubbolzen 1 eine kreisrunde Öffnung 13 mit einem daran anschließenden Hohlraum 15, welcher in dieser Ansicht durch die Außenfläche des sechseckigen Bereiches 14 verdeckt und dadurch in der 1 nicht sichtbar ist. Durch die kreisrunde Öffnung 13 ist der Temperatursensor 2 in den Hohlraum 15 einführbar.
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Bei dem Temperatursensor 2 handelt es sich in diesem Fall um einen KTY 81. Es könnte sich aber in einer alternativen Ausgestaltung auch um einen PT100 handeln. Der Temperatursensor 2 besitzt zwei Anschlusskontakte 21, 22. An jeden dieser Anschlusskontakte 21, 22 ist jeweils ein elektrischer Leiter 31, 32 angeschlossen.
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Weiterhin besitzt der Steckverbinder 5 einen beispielsweise gelben Markierungsring 4, beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere Nylon oder Polyurethan, auf dem zusätzlich die Bezeichnung des Temperatursensors 2, nämlich die Bezeichnung KTY81 schriftlich vermerkt sein kann. Insbesondere ist jedoch die Farbe der Markierungsrings 4 als Hinweis auf den verwendeten Temperatursensor 2 vorgesehen, denn diese Farbe ist wesentlich resistenter gegenüber Umwelteinflüsse wie Hitze, Öl und Dampf als eine Beschriftung, da sich eine Beschriftung gegebenenfalls lediglich auf der Oberfläche des Markierungsrings 4 befindet. Aus der gelben Farbe des Markierungsrings 4 geht in diesem Fall beispielsweise hervor, dass es sich bei dem Temperatursensor 2 um einen KTY81 handelt, und dass damit die Temperaturmessanordnung für Temperaturen bis zu 150°C ausgelegt ist.
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Bei Verwendung eines anderen Temperatursensors 2 könnte es sich beispielsweise um einen PT100 handeln, der für Temperaturen bis 230°C ausgelegt ist. Dann kann der Markierungsring 4 beispielsweise die dazugehörige Farbe Rot aufweisen, wodurch angezeigt ist, dass die Temperaturmessanordnung für Temperaturen bis zu 230°C ausgelegt ist.
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Bei dem Steckverbinder 5 kann es sich um einen aus dem Stand der Technik bekannten Schraubsteckverbinder handeln. Der Begriff „Schraubsteckverbinder” leitet sich dabei von einem Schraubgewinde her, das auf einer ringförmigen Verbreiterung 54 des Steckverbinders 5 angeordnet sein kann. Mit diesem Schraubgewinde könnte ein solcher Schraubsteckverbinder in die kreisrunde Öffnung 13 des Schraubbolzens 1 eingeschraubt werden, beispielsweise indem sich das Schraubgewinde in das Material des Schraubbolzens 1 eingräbt oder indem der Schraubbolzen 1 in seiner kreisrunden Öffnung 13 ein Innengewinde aufweist. Im vorliegenden Fall weist der Steckverbinder 5 jedoch einen Riffelbereich 51 mit einer Riffelung 511 auf, der dafür vorgesehen ist, zur Befestigung in die Öffnung 13 des Schraubbolzens 1 eingeklebt zu werden. Beim Steckverbinder 5 kann es sich trotzdem um einen Schraubsteckverbinder handeln. Dann kann das Schraubgewinde auf der ringförmigen Verbreiterung 54 zur Verschraubung mit einer Überwurfmutter eines Gegensteckers dienen.
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Die ringförmige Verbreiterung 54 besitzt an beiden Seiten Anschrägungen 541, 542.
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Die 2 zeigt eine Querschnittsdarstellung der zusammengesetzten Temperaturmessanordnung mit der Länge L1. Der Schraubbolzen 1 besitzt die Länge L2. Aus dieser Ansicht werden auch die Abmessungen des zylindrischen Bereichs 11 ersichtlich, nämlich seine Länge d2 und sein Durchmesser d1. Im vorliegenden Fall beträgt seine Länge d2 8 mm und sein Durchmesser d1 beträgt 5 mm.
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Auch ist in dieser Darstellung der Hohlraum 15 gut zu erkennen. In diesem Hohlraum 15 ist der Temperatursensor 2 mechanisch frei stehend über die beiden elektrischen Leiter 31, 32, welche eine ausreichende Steifigkeit aufweisen, an dem Steckverbinder 5 gehalten und steht dementsprechend in keinem direkten mechanischen Kontakt zum Schraubbolzen 1. Der Temperatursensor 2 berührt den Schraubbolzen 1 also nicht und ist dadurch besonders gut gegen Vibrationen geschützt. Weiterhin stellen die elektrischen Leiter 31, 32 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden elektrischen Anschlusskontakten 21, 22 des Temperatursensors 2 und zwei elektrischen Kontakten 531 und 532 des Steckverbinders 5 her. Der Steckverbinder 5 besitzt im vorliegenden Fall ein Steckgesicht 52, das in 3 besonders gut zu sehen ist.
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3 zeigt eine Draufsicht auf die Anschlussseite der zusammengesetzten Temperaturmessanordnung. Dabei ist das Steckgesicht 52 besonders gut zu erkennen. Das Steckgesicht 52 weist drei Kontakte 531, 532, 533 auf, von denen nur zwei Kontakte 531, 532 dem Anschluss der beiden elektrischen Leiter 31, 32 dienen. Der dritte Kontakt 533 kenn entweder unbelegt bleiben oder einem Masseanschluss an den Schraubbolzen 1 zur Verbesserung der Schirmung des Temperatursensors 2 und der elektrischen Leiter 31, 32 durch den Schraubbolzen 1 dienen.
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Weiterhin sind in dieser Darstellung sämtliche Kanten 141, 142, 143, 144, 145, 146 des im Querschnitt sechseckigen Bereiches 14 des Schraubbolzens 1 dargestellt. Der Durchmesser D2 des Schraubbolzens wird in diesem Fall als Abstand zweier gegenüber liegender Flächen gemessen und kann im vorliegenden Fall beispielsweise 8 mm betragen, so dass es sich um einen M8-Schraubbolzen handelt.
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Die 4 zeigt die zusammengesetzte Temperaturmessanordnung in einer 3D-Darstellung. Diese Temperaturmessanordnung kann beispielsweise mit einem Schraubschlüssel in eine dafür vorgesehene Ausnehmung in einem Getriebe einer Windkraftanlage eingeschraubt werden, wobei diese Ausnehmung im Getriebe ein Ende mit einer Schraubbohrung aufweist und diese Schraubbohrung ein Innengewinde besitzt, das dem Außengewinde 111 des zylindrischen Bereiches 11 entspricht. Der Gewindedurchmesser d1 beträgt im vorliegenden Fall beispielsweise 5 mm. Somit handelt es sich dabei jeweils um M5-Gewinde. Die Länge der Schraubbohrung beträgt beispielsweise 8 mm.
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Selbstverständlich sind sämtliche Maßangaben beispielhaft erwähnt. Die oben genannten Kennzeichen gelten in der beschriebenen Funktionalität auch unabhängig von den Maßangaben als miteinander offenbart.
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Der Herstellungsprozess besteht aus folgenden Schritten:
- – Die bereits an den elektrischen Anschlusskontakten 21, 22 des Temperatursensors 2 angelöteten elektrischen Leiter 31, 32 werden mit ihren offenen Enden durch den Markierungsring 4 geführt.
- – Die offenen Enden der elektrischen Leiter 21, 22 werden mit zwei Kontakten 531, 532 des Steckverbinders 5 verlötet, so dass der Temperatursensor 2 frei stehend am Steckverbinder 5 gehalten ist.
- – Der Hohlraum 15 des Schraubbolzens 1 wird vollständig mit einer noch flüssigen Vergussmasse gefüllt.
- – Der Temperatursensor 2 wird durch die Öffnung 13 in den Hohlraum 15 des Schraubbolzens eingeführt.
- – Der Temperatursensor 2 ist frei stehend in der noch flüssigen Vergussmasse am Steckverbinder 5 gehalten, ohne den Schraubbolzen 1 zu berühren.
- – Der Riffelbereich 51 des Steckverbinders 5 wird in die Öffnung 13 des Schraubbolzens 1 eingeführt, wobei der Markierungsring 4 zwischen der ringförmigen Verbreiterung 54 des Steckverbinders 5 und dem Schraubbolzen 1 angeordnet ist.
- – Die noch flüssige Vergussmasse dringt zwischen den Riffelbereich 51 des Steckverbinders 5 und den Schraubbolzen 1 im Bereich seiner Öffnung 13.
- – Die Vergussmasse härtet aus. Dadurch wird der Steckverbinder 5 mit seinem Riffelbereich 51 am Schraubbolzen 1 verklebt und so mit einer hohen Haltekraft befestigt. Der Temperatursensor 2 ist durch die ausgehärtete Vergussmasse im Hohlraum 15 des Schraubbolzens 1 befestigt.
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Die elektrischen Leiter 21, 22 sind dann durch die ausgehärtete Vergussmasse zu den Kontakten 531, 532 des Steckverbinders 5 geführt. Dadurch existieren in der Vergussmasse entsprechende Kanäle, entlang deren Verlaufs die elektrischen Leiter 21, 22 von der Vergussmasse nur gehalten, aber leider nicht entlang ihres Verlaufs befestigt sind. Durch die zugentlastende Wirkung des Steckverbinders 5 werden aber Vibrations- und Zugkräfte eines gegebenenfalls eingesteckten Gegensteckers nicht an die elektrischen Leiter 21, 22 weitergegeben und sind somit auch nicht an den elektrischen Anschlusskontakten 21, 22 des Temperatursensors 2 wirksam. Dadurch werden sogenannte „Wackelkontakte” an diesen Stellen vermieden.
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Auf der Oberfläche seiner ringförmigen Verbreiterung 54 kann der Steckverbinder 5 ein Gewinde aufweisen, so dass es sich bei dem Steckverbinder 5 um einen Schraubsteckverbinder handelt. Der Gegenstecker kann dann beispielsweise eine Überwurfmutter besitzen, die nach Einstecken des Gegensteckers über das Gewinde der ringförmigen Verbreiterung 54 des Steckverbinders 5 geschraubt werden kann, um dadurch eine besonders stabile Steckverbindung zwischen dem Steckverbinder 5 und dem Gegenstecker und damit einen besonders guten Schutz gegen entsprechende Zug- und Vibrationskräfte zu gewährleisten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schraubbolzen
- 11
- zylindrischer Bereich
- 111
- Außengewinde des zylindrischen Bereichs
- 13
- Öffnung
- 14
- sechseckiger Bereich
- 141–146
- Kanten des sechseckigen Bereichs
- 15
- Hohlraum
- 2
- Temperatursensor
- 21, 22
- elektrische Anschlusskontakte des Temperatursensors
- 31, 32
- elektrische Leiter
- 4
- Markierungsring
- 5
- Steckverbinder
- 51
- Riffelbereich
- 511
- Riffelung
- 52
- Steckgesicht
- 531–533
- Kontakte des Steckverbinders
- 54
- ringförmige Verbreiterung
- 541, 542
- Anschrägungen
- d1
- Durchmesser des zylindrischen Bereichs
- d2
- Länge des zylindrischen Bereichs
- D1
- Durchmesser des Steckverbinders
- D2
- Durchmesser des Schraubbolzens
- L1
- Länge der Temperaturmessanordnung
- L2
- Länge des Schraubbolzens
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1365163 A1 [0004]
- DE 69809214 T2 [0005]
- EP 1211500 B1 [0006]
- EP 571875 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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