DD254644A1 - Temperaturfuehler - Google Patents

Abstract

Temperaturfuehler mit Metallschichtsensor und flexiblen Anschlussleitungen. Die Erfindung betrifft einen Temperaturfuehler, der einen Metallschicht-Temperaturfeinmesswiderstand und flexible Anschlussleitungen besitzt. Der Temperaturfuehler soll technologisch einfach aufzubauen sein, hohen Anforderungen hinsichtlich mechanischer Festigkeit und Widerstandsfaehigkeit gegenueber klimatischen Einfluessen gerecht werden, minimalste Abmessungen aufweisen und physiologische Unbedenklichkeit besitzen. Der erfindungsgemaesse Temperaturfuehler besteht aus einem mit Anschlussdraehten versehenen Metallschichtsensor, der stirnseitig in einem Schlitz einer streifenfoermigen Leiterplatte oder eines aus elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Stuetzstreifens positioniert ist. Die flexiblen Anschlussleitungen werden entweder ueber die Leiterbahnen der Leiterplatte oder direkt mit den Anschlussdraehten des Metallschichtsensors verloetet. Die Leiterplatte bzw. der Stuetzstreifen mit dem Metallschichtsensor und den flexiblen Anschlussleitungen ist in einer rohrfoermigen Huelse aus elektrisch nichtleitendem und physiologisch unbedenklichem Material angeordnet. Der Hohlraum der Huelse ist mit einem geeigneten Plast oder Elast ausgefuellt. Bei Verwendung des Stuetzstreifens ist zusaetzlich auf diesem ein Ring angeordnet, durch den die flexiblen Anschlussleitungen gefuehrt und gehalten werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Temperaturfühler, dereinen Metallschicht-Temperaturfeinmeßwiderstand, kurz Metallschichtsensor genannt, und flexible Anschlußleitungen besitzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist allgemein bekannt, dünne plättchenförmige Metallschichtsensoren, die aus einem keramischen Trägerplättchen bestehen, auf dem eine dünne, temperaturabhängige metallische Widerstandsschicht mit kontaktierten Anschlußdrähten angeordnet ist, in der Praxis für Temperaturfühler auf den unterschiedlichsten Einsatzgebieten'anzuwenden.

Die während des Fertigungsprozesses und besonders bei der Anwendung des Temperaturfühlers auftretenden mechanischen und klimatischen Beanspruchungen erfordern zusätzliche Maßnahmen zur Sicherung einer stabilen Verbindung an der Kontaktierungsstelledes Metallschichtsensors und der stark beanspruchten Verbindung der Sensoranschlußdrähte zu den flexiblen Anschlußleitungen.

So wird beispielsweise ein Temperaturfühler beschrieben, der aus einem elektrisch isolierenden Hohlzylinder besteht, an dessen ebener Innenwandung ein Keramikplättchen mit festhaftender Platin-Dünnschicht-Widerstandsbahn angeordnet ist. Die mit der Widerstandsschicht elektrisch verbundenen Zuleitungsdrähte sind durch elektrisch nicht leitende Verschlußmasse an den Enden des Formkörpers fixiert. Für die Verwendung in Temperaturfühlern werden sie an ihren Anschlußdrähten mit durch Keramikkapillaren geführten Irinenleitungsdrähten verschweißt und in Meßeinsatzrohre eingeschoben, die mit Füllstoff versehen werden und einen Anschlußsockel für den Anschluß der Innenleitungsdrähte und der von außen kommenden elektrischen Leitungen besitzen (DE-GM 7541295).

Es ist auch bekannt, den Metallschichtsensor federnd auf dem Boden eines Schutzrohres zu lagern und das Meßsignal über einen isoliert gelagerten Stift abzugreifen (DE-OS 2338169).

Zur Reduzierung des technologischen Aufwandes ist auch schon vorgeschlagen worden, die Zuleitungsgestaltung in Form einer Lampensockelfassung auszuführen (DE-OS 3204001).

Weiterhin ist ei.ne Ausführungsform bekannt, bei der die Innernleitungsdrähte im unteren Teil des Meßeinsatzes muldenförmig gebogen sind und auf diese Weise zur Aufnahme des flachen Meßwiderstandes dienen. Eine zusätzliche Sicherung wird durch einen Kittkegel erreicht (DE-OS 3049056).

Außerdem ist auch schon vorgeschlagen worden, die Widerstandsschicht und die Verbindungsstellen der Anschlußdrähte mit einer Glasur zu überschmelzen (DE-OS 2615473) oder sie durch einen kurzen Isolierkörper zu führen und zusammen mit diesem an der Widerstandsschicht mittels einer Glasurschicht zu befestigen.

Es ist ferner ein Temperaturfühler bekannt, bei der der Metallschichtsensor mittels eines Stützdrahtes und der in einem Anschlußsockel mit Einbauarmatur aus Glas, Keramik oder Kunststoff fixierten Anschlußdrähte innerhalb eines Schutzrohres angeordnet und gegen Erschütterungen gesichert ist. Der Anschlußsockel ist als Steckverbindung ausgebildet (WP 228062).

Die beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich überwiegend auf den Temperatursensor bezüglich seiner Anordnung in Halterungen und Umhüllungen sowie auf die Kontaktierung seiner Anschlußdrähte auf der Metallschicht und deren Innenleitungsverlängerungen bis zu Löt-, Steck- und Klemmstellen. Lösungen für den unmittelbaren stabilen und dauerhaften Anschluß flexiber Leitungen wurden nicht angestrebt. In dieser Hinsicht erfordert der Stand der Technik zusätzlichen technischen Aufwand, der zu Temperaturfühlern mit größeren Abmessungen führt und den kompletten Temperaturfühler verteuert. Zur Ausscheidung dieser Nachteile wird für den Einsatz in Kraftfahrzeugen ein Temperaturfühler mit feuchtedicht eingebautem Meßwiderstand beschrieben, bei dem der kugel- bzw. pillenförmige temperaturabhängige Widerstand von innen in eine angepaßte Vertiefung der Stirnseite einer Gummikappe eingedrückt ist. Die Gummikappe sjtzt auf einem Sockel, der gleichzeitig die mehradrige elektrische Mantelleitung umschließt. Die Anschlußdrähte des Meßwiderstandes werden innerhalb der elastischen Kappe mit den Adern der Mantelleitung verbunden (DE-OS 3211760).

Die beschriebene Lösung ist auf Thermistoren ausgerichtet, die hier als Meßwiderstand dienen. Thermistoren besitzen einen robusteren Aufbau als Metallschichtsensoren. Besonders kugel- oder pillenförmige Thermistoren können zerstörungsfrei in Gummiformteiie eingedrückt werden.

Bei der Anwendung temperaturabhängiger Meßwiderstände geht der Trend bei Großserienerzeugnissen in Richtung Metallschichtsensoren, da diese auf Grund ihres eng tolerierten Temperaturverhaltens keinen aufwendigen Abgleich der Steuerelektronik erfordern. Die beschriebene Lösung eignet sich nicht für die mechanisch nur geringfügig belastbaren Metallschichtsensoren. Im Fertigungsprozeß und beim späteren Einsatz würden die Kontaktierungen an der Metallschicht zerstört werden.

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, einen Temperaturfühler zu finden, der technologisch einfach aufzubauen ist, hohen Forderungen hinsichtlich mechanischer Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber klimatischen Einflüssen gerecht wird, minimale Abmessungen und zusätzliche physiologische Unbedenklichkeit besitzt, so daß sein Einsatz beispielsweise auch in Haushaltskältegeräten möglich ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, abweichend von den dargelegten Konstruktionsprinzipien für Temperaturfühler auf der Basis eines Metallschichtsensors eine neue konstruktive Ausführung zu finden, bei der neben der sicheren Fixierung des Widerstandes und des stabilen Anschlusses desselben zusätzlich mittels geeigneter Mittel und Bauteile die Problematik des sicheren und dauerhaften Außenanschlusses durch flexible Anschlußleitungen gelöst wird, wobei das Ziel der Erfindung ohne Einschränkung erreicht werden'soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Temperaturfühler gelöst, bei dem ein mit Anschlußdrähten versehener Metallschichtsensor stirnseitig in einem Schlitz einer streifenförmigen Leiterplatte oder einem aus elektrisch nichtleitenden Material bestehenden Stützstreifen positioniert ist. Die flexiblen Anschlußleitungen werden entweder über die Leiterbahnen der Leiterplatte oder direkt mit den Anschlußdrähten des Metallschichtsensors verlötet.

Die Leiterplatte bzw. der Stützstreifen mit dem Metallschichtsensor und den flexiblen Anschlußleitungen stellen eine vorgefertigte Baugruppe dar, die in einer rohrförmigen Hülse aus elektrisch nichtleitendem und physiologisch unbedenklichem Material, beispielsweise transparentem, extrudierten, naturfarbenen Polypropylenrohr, besteht, angeordnet ist. Der Hohlraum der Hülse ist mit einem geeigneten Plast oder Elast, beispielsweise kaltvernetzende Silikonmasse oder Thermoplastmasse, ausgefüllt. Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, bei der Verwendung eines Stützstreifens zusätzlich auf diesem einen Ring anzuordnen, durch den die flexiblen Anschlußleitungen geführt und gehalten werden. Die Abmessungen der Hülse weisen erfindungsgemäß einen Durchmesser von <6mm und eine Länge von <45mm auf.

Ausführungsbeispiel

' Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:

Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Temperaturfühler, der aus dem Metallschichtsensor 1, den Anschlußdrähten 2, der Leiterplatte 4 mit dem Schlitz 3 und den auf beiden Seiten befindlichen Leiterbahnen 5, den flexiblen Anschlußleitungen 6 und der Hülse 7 besteht.

Der Metallschichtsensor 1 mit den Anschlußdrähten 2 ist stirnseitig im Schlitz 3 der Leiterplatte 4 positioniert. Über die Leiterbahnen 5 der Leiterplatte 4 sind die flexiblen Anschlußleitungen 6 mit den Anschlußdrähten 2 des Metallschichtsensors 1 verlötet. Die Leiterplatte 4 ist in der Hülse 7 angeordnet, die aus transparentem, naturfarbenen Polypropylen besteht und einen Innendurchmesser von 4,5 mm und eine Länge von 35 mm aufweist. Der Hohlraum in der Hülse 7 ist mit kaltvernetzender Silikon-Einkomponentenmasse 8 ausgefüllt.

Der Temperaturfühler besitzt eine hohe Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen und klimatischen Einflüssen sowie physiologische Unbedenklichkeit. Er wird eingesetzt zur Regelung und Steuerung elektronischer Schaltungen in einem Haushaltkältegerät.

Claims (1)

1. Temperaturfühler, dereinen Metallschicht-Temperaturfeinmeßwiderstand, kurz Metallschichtsensor genannt, sowie flexible Anschlußleitungen beliebiger Länge aufweist und bei dem der Metallschichtsensor von einer schützenden Hülle umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallschichtsensor (1) stirnseitig in einem Schlitz (3) einer streifenförmigen Leiterplatte (4) oder eines aus elektrisch nichtleitendem Material bestehenden Stützstreifen positioniert ist, daß die flexiblen Anschlußleitungen (6) entweder über die Leiterbahnen (5) der Leiterplatte (4) bzw. des Stützstreifens verlaufenden Anschlußdrähten (2) des Metallschichtsenosors (1) verlötet sind, daß der Metallschichtsensor (1) und die Leiterplatte (4) bzw. der Stützstreifen in einer rohrförmigen, aus elektrisch nichtleitendem und physiologisch unbedenklichem sowie bevorzugt transprarentem Material bestehenden Hülse (7) angeordnet sind, wobei der bestehende Hohlraum mit geeignetem Elast- oder Plastmaterial (8) ausgefüllt ist, und daß bei Verwendung eines Stützstreifens über diesem ein Ring angeordnet ist und in diesem Fall die flexiblen Anschlußleitungen (6) jeweils zwischen dem Stützstreifen und dem Ring verlaufen.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung