CN113447151A - 制造温度测量装置的方法、中间组件和温度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制造温度测量装置的方法、中间组件和温度测量装置。用于温度测量装置的中间组件包括：温度传感器，所述温度传感器包括测量单元和两个金属分支；两个电连接引脚，每个电连接引脚具有附接部分和连接部分，两个所述金属分支分别在它们的附接部分处电链接到两个所述电连接引脚；所述两个引脚的所述附接部分在主平面中延伸并且所述测量单元的端部相对于所述电连接引脚的参考点占据预定位置；塑料壳体，所述塑料壳体由在所述主平面的任一侧抵靠所述电连接引脚定位的至少两个插入件形成，所述壳体限定夹具以沿着垂直于所述主平面的至少一个横向轴线保持所述测量单元。

Description

制造温度测量装置的方法、中间组件和温度测量装置

技术领域

本发明涉及允许导管或管道之间的流体连通的配件和连接器的领域，尤其是用于机动车辆。本发明尤其涉及一种制造温度测量装置的方法，该温度测量装置适于附接到流体连接配件。本发明还涉及一种用于制造所述装置的中间组件。

背景技术

在用于汽车的流体连接器的领域中，具有允许传感器的容易集成的快速连接配件通常是有益的，所述传感器具有良好的鲁棒性、灵敏度和测量反应性的特性并且对旨在穿过配件的流体的流动具有最小的影响。

文献CN205877527公开了一种快速连接器，该连接器包括保持在可连接支撑件中的传感器；传感器相对于流体的流动横向地定位，并且传感器的敏感头与流体直接接触。这种类型的连接器的主要缺点是传感器的敏感头及其金属电连接凸耳的腐蚀风险、特别是当流体是电导体时的短路风险、以及最后在可连接的支撑件与传感器之间的泄漏风险。

其它快速连接器解决方案提出用聚合物或树脂覆盖或包覆模制敏感头，这消除了前述的腐蚀和短路的风险。传感器/连接引脚组件以可连接端件的形式的包覆模制还极大地限制了流体泄漏的风险。这种解决方案特别地在文献EP2339306、US2016/305825和CN209084259U中描述。

为了获得流体温度的精确和快速检测，有利的是，放置在敏感头上的聚合物或树脂材料表现出良好的导热性能和/或其厚度小且非常好地控制。

文献FR2699673提出了一种基于用于保持温度传感器的插入件的解决方案。该传感器包括敏感衬垫，该敏感衬垫的第一端是自由的，而其第二端连接到电连接分支。插入件限定了敏感衬垫的第二端楔入在其中的托架结构。该托架结构使得可以通过在包覆模制操作期间机械地保持所述衬垫而获得包覆模制在所述衬垫上的热塑性材料的厚度的精度。然而，考虑到敏感衬垫的尺寸公差，其可以达到十分之几毫米，衬垫的第二端楔入托架中不能保证在衬垫的第一端上的包覆模制的低且良好控制的厚度。

发明内容

本发明提供了一种对现有技术的解决方案的替代解决方案，其试图补救所有或部分前述缺点。本发明特别涉及一种制造适于附接到流体连接配件的集成的、坚固的、灵敏的和反应性的温度测量装置的方法。本发明还涉及一种中间组件，该中间组件用于包覆模制在热塑性材料中以形成所述温度测量装置。

本发明涉及一种制造温度测量装置的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供包括测量单元和两个金属分支的温度传感器，所述测量单元具有第一自由端和固定到所述金属分支的第二端，

b)提供两个电连接引脚，每个电连接引脚具有附接部分和连接部分，

c)在所述金属分支中的一个金属分支和所述电连接引脚中的一个电连接引脚之间以及在所述金属分支中的另一个金属分支和所述电连接引脚中的另一个电连接引脚之间在它们的附接部分处形成电连接，所述两个引脚的所述附接部分在主平面中延伸；当所述测量单元的所述第一自由端相对于所述电连接引脚的参考点占据预定位置时形成所述电连接，然后，

d)组装塑料壳体，所述塑料壳体由在所述主平面的两侧抵靠所述电连接引脚定位的至少两个插入件形成，以便形成用于所述温度测量装置的中间组件，所述壳体限定夹具以沿着垂直于所述主平面的至少一个横向轴线保持所述测量单元。

根据本发明的其它有利和非限制性特征，单独地或以任何技术上可行的组合：

-当所述测量单元的所述第一端相对于所述参考点沿着包括在所述主平面中的纵向轴线占据预定位置时，形成所述电连接；

-所述壳体的所述夹具由两个柔性臂形成，所述两个柔性臂支承在所述测量单元的所述周边的两个区域上；

-支承有所述柔性臂的所述两个区域相对于所述单元的纵向对称轴线对称；

-所述两个插入件通过铰链彼此固定；

-每个电连接引脚形成肘部，其附接部分与其连接部分形成角度；

-所述电连接引脚的所述参考点由所述肘部形成；

-所述制造方法包括步骤e)，所述步骤e)包括通过注射热塑性材料来包覆模制定位在模具中的所述中间组件，以便形成所述温度测量装置；

-步骤e)包括：在注射所述热塑性材料之前，借助于与设置在所述壳体中的至少两个凹陷区域配合的至少两个保持元件，将所述中间组件楔入所述模具中；

-每个电连接引脚在所述模具的外部形成具有在91°和95°之间且包含端值的角度的肘部，并且其中，至少一个保持元件支承在所述壳体上，以便弯曲所述中间组件并且在所述模具中形成具有90°的角度的肘部；

-所述中间组件具有被限定为在步骤e)期间在所述组件上包覆模制均匀厚度的热塑性材料的形状。

本发明涉及一种用于温度测量装置的中间组件，所述中间组件包括：

-温度传感器，所述温度传感器包括测量单元和两个金属分支，所述测量单元具有第一自由端和固定到所述金属分支的第二端，

-两个电连接引脚，每个电连接引脚具有附接部分和连接部分，所述金属分支二者它们的附接部分处分别在电链接到所述电连接引脚二者；所述两个电连接引脚的所述附接部分在主平面中延伸并且所述测量单元的所述第一自由端相对于所述电连接引脚的参考点占据预定位置，

-塑料壳体，所述塑料壳体由至少两个插入件形成，所述至少两个插入件在所述主平面的两侧抵靠所述电连接引脚定位，所述壳体限定夹具以沿着垂直于所述主平面的至少一个横向轴线保持所述测量单元。

根据本发明的其它有利和非限制性特征，单独地或以任何技术上可行的组合：

-所述测量单元的所述第一端相对于所述参考点沿着包括在所述主平面中的纵向轴线占据预定位置；

-至少在从所述测量单元延伸到所述附接部分的区域中，所述壳体具有相对于包括在所述主平面中的纵向轴线大致对称的形状；

-所述壳体的所述夹具由两个柔性臂形成，所述两个柔性臂支承在所述测量单元的所述周边的两个区域上；

-支承有所述柔性臂的所述两个区域相对于所述单元的纵向对称轴线对称；

-每个柔性臂能够适应沿着所述横向轴线小于或等于0.7mm的变形；

-每个电连接引脚形成肘部，其附接部分与其连接部分形成角度，并且所述连接部分限定副平面；

-所述中间组件包括布置在所述壳体中的至少两个凹陷区域，以便在所述中间组件的包覆模制期间与至少两个保持元件配合；

-所述壳体的每个插入件包括至少一个紧固系统以允许所述壳体的组装；

-所述两个插入件通过铰链彼此固定；

-所述紧固系统包括：位于所述插入件中的一个插入件上的定心引脚和位于另一个所述插入件上的槽，所述定心引脚与所述槽配合；以及夹子的位于所述插入件中的一个插入件上的公元件和所述夹子的位于另一个所述插入件上的母元件，所述公元件与所述母元件配合；

-所述夹子被放置成尽可能靠近所述壳体的所述夹具；

-所述壳体包括上插入件和下插入件，所述上插入件定位在所述电连接引脚的所述附接部分的外表面上，所述下插入件定位在所述附接部分的内表面上。

本发明最后涉及一种通过包覆模制上述中间组件而获得的温度测量装置。

温度测量装置包括围绕所述测量单元的测量头，所述测量头具有小于或等于0.5mm、或甚至小于或等于0.3mm的热塑性材料的厚度。

附图说明

参考附图，从本发明的以下详细描述中，本发明的进一步特征和优点将变得显而易见，其中：

图1a和图1b示出了单独的温度测量装置，所述温度测量装置安装在流体连接配件上；

图2a至图2e示出了根据本发明的温度测量装置的制造方法中的步骤；

图3示出了根据本发明的用于温度测量装置的中间组件的局部视图。

具体实施方式

本发明涉及一种制造温度测量装置100的方法，在图1a中示出了该温度测量装置的示例。

这种温度测量装置100特别适于连接到流体连接配件150，从而允许两个管道被置于连通，这些管道和流体连接配件150用于被例如机动车辆发动机中的流体如燃料或冷却剂穿过。

如在图1b的示例中可以看到的，流体连接配件150可包括旨在连接到第一流体管道的第一端件120和旨在连接到第二流体管道的第二端件130。当然，配件150的形状和连接构造不是固定的，并且可以与图1b中所示的那些不同。

这里，第一端件120具有管状形状，并设有快速母连接器。术语“快速连接器”被理解为是指不需要特殊工具来在两个元件之间进行连接的连接器：因此，快速连接器通常基于夹持或卡扣机构。第二端件130也具有管状形状，并且例如设置有公连接器。

流体连接配件150还包括将第一端件120和第二端件130置于连通的联接构件110。联接元件30限定了内部管状空间，在该内部管状空间中，流体将从第一端件120的内部管状空间循环到第二端件130的内部管状空间。联接构件110包括孔口，温度测量装置100例如通过夹持或卡扣紧固或通过激光焊接而被气密地固定在该孔口处。

温度测量装置100具有测量头101(图1a)，该测量头通向联接构件110的内部管状空间，并且与流体接触，该温度测量装置可以测量所述流体的温度。在其另一端102处，温度测量装置100允许接近电连接引脚，以便将装置连接到外部控制器。

注意，温度测量装置100可具有不同于图1a中所示的处于直角形状的形状，这取决于安装和/或尺寸约束。

因此，本发明涉及制造这种温度测量装置100的方法。

该方法包括第一步骤a)：提供包括测量单元11和两个金属分支12的温度传感器10，如图2a所示。温度传感器10尤其可以由NTC热敏电阻(“负温度系数”)构成，当温度升高时，该NTC热敏电阻的电阻均匀地减小，反之亦然。

测量单元11具有第一自由端11a和固定到金属分支12的第二端11b。在将在根据本发明的制造方法结束时获得的温度测量装置100中，测量单元11(或能够测量温度的敏感单元)被放置在测量头101中。

制造方法接下来包括步骤b)：提供两个电连接引脚20，每个电连接引脚具有附接部分21和连接部分22(图2b)。

在装置100的制造方法结束时，连接部分22旨在朝向温度测量装置100的第二端102延伸，以用于连接到外部控制器。

附接部分21限定主平面(x，z)并且沿着纵向轴线z延伸。有利地，它们均具有电连接区域23，该电连接区域被限定成有利于将温度传感器10的金属分支12连接到所述部分21的下一步骤。

每个电连接引脚20可以是平面的或者形成如图2b中作为示例示出的肘部。在后一种情况下，附接部分21与连接部分22形成角度。根据特定实施方式，肘部具有接近90°的角度。

两个电连接引脚20的连接部分22限定了与主平面(x，z)形成大于或等于0°的角度的副平面。在图2b的示例中，副平面对应于平面(x，y)，因此与主平面(x，z)形成90°的角度。

该制造方法包括第三步骤c)，该步骤包括在附接部分21处，分别在每个电连接引脚20上形成每个金属分支12的电连接(图2c)。

电连接的形成例如可以包括在金属分支12和电连接引脚20之间进行焊接。金属分支12的焊接是在附接部分21的焊接区域23上进行的。因为在这个阶段除了要焊接的金属部件之外没有其它部件，所以焊接的质量非常好，并且不会被接合在一起的塑料部件的潜在劣化所污染，而在现有技术的解决方案中就是这种情况。

或者，可以通过施加支承力使分支12和引脚20保持接触来建立电连接。这种支承力例如可以在该方法的下一步骤d)中维持。

在所有情况下，当测量单元11的第一端11a相对于电连接引脚20的参考点26占据预定位置P时，形成电连接。

在图2c的示例中，参考点26由形成在附接部分21和连接部分22之间的肘部实现。该参考点26可以替代地由布置在引脚20上的标记、肩部和/或凹口形成。仍然在图2c的示例中，第一端11a相对于参考点26沿纵向轴线z占据预定位置P。替代地，该预定位置可以根据一个或多个其它方向(3D)限定。

因此，该方法的步骤c)有利地包括：在建立电连接之前，相对于引脚20的参考点26精确定位温度传感器10的步骤。特别地，该定位被控制到+/-0.1mm，或甚至+/-0.05mm。下面我们将看到测量单元11的第一端11a相对于引脚20的这种精确和受控的定位如何允许在单元11上获得低和受控厚度的材料，从而形成温度测量装置100的测量头101。

按照惯例，我们将把引脚20的外表面20a称为传感器10的分支12与之接触的表面，如图2c中可见；该外表面20a施加于附接部分21和引脚20的连接部分22。我们将称为内表面20b，即引脚20的相对表面，其也施加于附接部分21和连接部分22。

然后，制造方法包括步骤d)：将塑料壳体30组装在电连接引脚20上，以便形成用于温度测量装置100的中间组件50(图2d)。这种组装导致将壳体30固定在引脚20上(已经与传感器10的金属分支12接触)。

在金属分支12仅保持与引脚20接触(例如，不焊接)的特定情况下，壳体30的组件提供了通过支承件(bearing)将金属分支12抵靠引脚20固定和保持的装置。换句话说，壳体30将分支12和引脚20夹在中间，以便使它们彼此牢固地接触。

壳体30由至少两个插入件形成，即所谓的上插入件31和所谓的下插入件32，它们在主平面(x，z)的任一侧抵靠引脚20定位。上插入件31至少定位在每个引脚20的附接部分21的外表面20a上，下插入件32至少定位在每个引脚20的附接部分21的内表面20b上。

根据第一种变型，在将壳体30组装到引脚20上之前，单独地提供两个插入件31、32。根据第二种变型，两个插入件31、32通过铰链彼此固定，例如通过塑料舌部形成的铰链。两个插入件31、32尽管被链接，但由于铰链的铰接，因此它们可容易地定位在引脚20的任一侧。

壳体30限定了夹具31a、32a，该夹具用于至少沿着垂直于主平面(x，z)的横向轴线y保持测量单元11。换句话说，所述夹具防止(或极大地限制)测量单元11沿横向轴线y的平移。夹具31a、32a可以可选地具有比图2d中所示的覆盖形状更大的覆盖形状：在这种情况下，可以使测量单元11沿包含在垂直于纵向轴线z的平面(x，y)中的其它轴线稳定。

有利地，所述夹具由两个柔性臂31a、32a形成，所述柔性臂支承在测量单元11的周边的两个区域上。这两个区域可以相对于测量单元11的纵向对称轴线Z对称，如图2d和图3所示。每个柔性臂31a、32a优选地能够适应沿着横向轴线y的高达0.7mm的变形，换句话说，相对于两个臂31a、32a将面对面而不变形的静止位置，它们中的每一个都能够变形以使将它们沿着横向轴线y分开的距离增加小于或等于0.7mm的值。

这种灵活性使得可以适应测量单元11的形状或直径的差异。实际上，测量单元通常被指定具有最大直径，例如2.5mm，但是它们的直径实际上在1.8mm和2.5mm之间变化。因此，夹具的柔性臂31a、32a通过适应其直径上的公差问题，并且不向其施加可能损坏传感器10的过大应力，该柔性臂使得能够至少沿着横向轴线y保持测量单元11稳定，或者甚至使其重定心在主平面(x，z)中。

两个插入件31、32的组装可以以各种方式进行。

根据一个实施方式，两个插入件可以彼此胶合或焊接以形成中间组件50的壳体30。

根据另一实施方式，每个插入件31、32包括至少一个紧固系统40以允许组装壳体30。该紧固系统可特别地基于夹子。例如，紧固系统40可包括在插入件中的一个插入件上的定心引脚，该定心引脚与另一插入件上的槽配合。它还可以包括在插入件中的一个插入件上的夹子的公元件，该公元件与夹子的在另一个插入件上的母元件配合。

有利地，夹子尽可能靠近壳体30的夹具31a、32a放置，使得组装的壳体30在测量单元11附近尽可能为刚性的，并且仅臂31a、32a的柔性适应单元11的尺寸公差。

下插入件32可包括肘部部分32b，其适用于引脚20具有肘部的情况。然后开口设置在下插入件32中以接合引脚20的连接部分22。有利地，连接部分22包括适于定位和保持下插入件32的楔形件。这些楔形件可以由连接部分22或插入件32承载。

在中间组件50中，壳体30优选地至少在从测量单元11延伸到附接部分21的区域中具有相对于纵向轴线z大致对称的形状(图2d)。由于其是对称的，因此该总体形状具有有利于包覆模制中间组件50的后续步骤并且使得其更容易且更可靠的优点，以便形成温度测量装置100。

有利地，中间组件50还具有这样的形状，该形状被限定成在随后的包覆模制步骤期间在所述组件50上包覆模制均匀且基本恒定厚度的热塑性材料。该限定的形状基本上由壳体30的形状赋予。均匀厚度的热塑性材料的形成简化了包覆模制步骤，并使其更可靠，并提高了所获得的装置100的质量。

如上所述，根据本发明的制造方法然后可以实现步骤e)，该步骤包括通过注射热塑性材料来包覆模制定位在模具中的中间组件50，以便形成温度测量装置100(图2e)。

中间组件50被机械地保持在模具中，特别是，它通过与壳体30配合的至少两个保持元件固定。测量单元11相对于引脚20并因此相对于固定到引脚20的壳体30精确地定位(预定位置P)的事实导致测量单元11在模具中的精确和可控的定位。因此，可以在测量单元11上包覆模制非常好地控制厚度的热塑性材料。任何厚度都是可以达到的，但是特别地，可以实现小于或等于0.5mm、或者甚至小于或等于0.3mm的厚度，并且在单元11的自由表面上(即，在单元11的周边的支承有夹具31a、32a的区域的外面)具有良好的均匀性，并且特别地在第一端11a处具有良好的均匀性。测量单元11上的厚度的均匀性可以好于+/-0.1mm。

在温度测量装置100的测量头101处的塑料材料的薄的且非常良好控制的厚度除了在包覆模制传感器10时的相关鲁棒性之外，还给予所述装置100非常良好的性能，诸如反应性和测量精度。

如上所述，步骤e)包括：在注射热塑性材料之前将中间组件50楔入模具中。有利地，允许这种楔入的至少两个保持元件与布置在壳体30中的至少两个凹陷区域51、52、53配合。

当引脚20具有90°角度的肘部时(以形成根据图1所示构造的温度测量装置100)，通常测量大约90°+/-2°的偏差，这与引脚20的弯曲不确定性有关。因此肘部的角度的这种偏差在中间组件50上也是可观察到的。现在，当在测量单元11上以非常低的包覆模制厚度为目标时，这个数量级的角度缺陷可显著地降低包覆模制厚度的精度和均匀性。

因此，根据一个特定实施方式，在步骤b)中提供的电连接引脚20形成具有包括在91°和95°之间且包含端值的角度的肘部，也就是说93°+/-2°的目标。在步骤e)期间，至少一个保持元件支承在壳体30上，以便弯曲中间组件50并形成具有90°的角度的肘部。

当然，本发明不限于已经描述的实施方式和示例，并且可以在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下向其添加替代实施方式。

Claims (16)

1.一种制造温度测量装置的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供包括测量单元和两个金属分支的温度传感器，所述测量单元具有第一自由端和固定到所述金属分支的第二端，

b)提供两个电连接引脚，每个电连接引脚具有附接部分和连接部分，

c)在所述金属分支中的一个金属分支和所述电连接引脚中的一个电连接引脚之间以及在所述金属分支中的另一个金属分支和所述电连接引脚中的另一个电连接引脚之间在它们的附接部分处形成电连接，所述两个电连接引脚的所述附接部分在主平面中延伸；

所述方法的特征在于：

-在步骤c)中，当所述测量单元的所述第一自由端相对于所述电连接引脚的参考点占据预定位置时，形成所述电连接，

-所述方法包括在所述步骤c)之后的以下步骤：

d)组装塑料壳体，所述塑料壳体由在所述主平面的两侧抵靠所述电连接引脚定位的至少两个插入件形成，以便形成用于所述温度测量装置的中间组件，所述壳体限定夹具以沿着垂直于所述主平面的至少一个横向轴线保持所述测量单元。

2.根据权利要求1所述的制造温度测量装置的方法，其中，所述壳体的所述夹具由两个柔性臂形成，所述两个柔性臂支承在所述测量单元的周边的两个区域上。

3.根据权利要求1或2所述的制造温度测量装置的方法，其中，所述两个插入件通过铰链彼此固定。

4.根据权利要求1或2所述的制造温度测量装置的方法，所述方法还包括以下步骤：

e)通过注射热塑性材料来包覆模制定位在模具中的所述中间组件，以便形成所述温度测量装置。

5.根据权利要求4所述的制造温度测量装置的方法，其中，步骤e)包括：在注射所述热塑性材料之前，借助于与设置在所述壳体中的至少两个凹陷区域配合的至少两个保持元件，将所述中间组件楔入所述模具中。

6.根据权利要求5所述的制造温度测量装置的方法，其中，每个电连接引脚在所述模具外部形成具有在91°和95°之间且包含端值的角度的肘部，并且其中，至少一个保持元件支承在所述壳体上，以便弯曲所述中间组件并且在所述模具中形成具有90°的角度的肘部。

7.一种用于温度测量装置的中间组件，所述中间组件包括：

-温度传感器，所述温度传感器包括测量单元和两个金属分支，所述测量单元具有第一自由端和固定到所述金属分支的第二端，

-两个电连接引脚，每个电连接引脚具有附接部分和连接部分，所述金属分支二者在它们的附接部分处分别电链接到所述电连接引脚二者；所述两个电连接引脚的所述附接部分在主平面中延伸；

所述中间组件的特征在于，所述测量单元的所述第一自由端相对于所述电连接引脚的参考点占据预定位置，

并且，所述中间组件包括由至少两个插入件形成的塑料壳体，所述至少两个插入件在所述主平面的两侧抵靠所述电连接引脚定位，所述壳体限定夹具以沿着垂直于所述主平面的至少一个横向轴线保持所述测量单元。

8.根据权利要求7所述的中间组件，其中，所述壳体的所述夹具由两个柔性臂形成，所述两个柔性臂支承在所述测量单元的周边的两个区域上。

9.根据权利要求8所述的中间组件，每个柔性臂能够适应沿着所述横向轴线小于或等于0.7mm的变形。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的中间组件，所述中间组件包括布置在所述壳体中的至少两个凹陷区域，以便在所述中间组件的包覆模制期间与至少两个保持元件配合。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的中间组件，其中，所述壳体的每个插入件包括至少一个紧固系统以允许所述壳体的组装。

12.根据权利要求7至9中任一项所述的中间组件，其中，所述两个插入件通过铰链彼此固定。

13.根据权利要求11所述的中间组件，其中，所述紧固系统包括：位于所述插入件中的一个插入件上的定心引脚和位于另一个所述插入件上的槽，所述定心引脚与所述槽配合；以及夹子的位于所述插入件中的一个插入件上的公元件和所述夹子的位于另一个所述插入件上的母元件，所述公元件与所述母元件配合。

14.根据权利要求7至9中任一项所述的中间组件，其中，所述壳体包括上插入件和下插入件，所述上插入件定位在所述电连接引脚的所述附接部分的外表面上，所述下插入件定位在所述附接部分的内表面上。

15.一种温度测量装置，所述温度测量装置通过包覆模制根据权利要求7至14中任一项所述的中间组件而获得。

16.根据权利要求15所述的温度测量装置，其中，围绕所述测量单元的测量头具有小于或等于0.5mm、或甚至小于或等于0.3mm的热塑性材料的厚度。

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