DD254645A1

DD254645A1 - Temperaturfuehler

Info

Publication number: DD254645A1
Application number: DD29745086A
Authority: DD
Inventors: Claus Gulba; Juergen Nowack; Dietmar Schwier; Harro Wolff
Original assignee: Berlin Fahrzeugausruestung
Priority date: 1986-12-11
Filing date: 1986-12-11
Publication date: 1988-03-02

Abstract

Temperaturfuehler mit Metallschichtsensor und flexiblen Anschlussleitungen. Die Erfindung betrifft einen Temperaturfuehler, der einen Metallschicht-Temperaturfeinmesswiderstand, kurz Metallschichtsensor genannt, und flexible Anschlussleitungen besitzt. Der Temperaturfuehler soll technologisch einfach aufzubauen sein, hohen Forderungen hinsichtlich mechanischer Festigkeit und Widerstandsfaehigkeit gegenueber klimatischen Einfluessen gerecht werden, minimale Abmessungen aufweisen und physiologische Unbedenklichkeit besitzen. Der Temperaturfuehler weist einen Metallschichtsensor mit Anschlussdraehten auf, der in einem sich zwischen zwei Halbschalen aus Thermoplastspritzmasse und mit halbrunden oder rechteckigen Aussenkonturen bildenden Hohlraum angeordnet ist. Die Halbschalen weisen Vorspruenge und Vertiefungen auf zur Positionierung des Metallschichtsensors und der flexiblen Anschlussleitungen und besitzen Zapfen und Bohrungen an den Raendern. Die Isolierung der flexiblen Anschlussleitungen ragt in den Hohlraum mit hinein. Ihre abisolierten Enden sind mit den Anschlussdraehten des Metallschichtsensors verloetet. Der Hohlraum zwischen den Halbschalen ist mit elektrisch isolierender, klebender Plast- oder Elastmasse ausgefuellt, die durch eine sich bildende Oeffnung beim Zusammenfuegen der Halbschalen an einer Stirnseite eingebracht werden kann.Temperature sensor with metal layer sensor and flexible connecting cables. The invention relates to a temperature sensor, which has a metal-layer temperature fine-measuring resistance, called metal layer sensor for short, and flexible connection lines. The Temperaturfuehler should be technologically simple to set up, meet high demands in terms of mechanical strength and resistance to climatic influences, have minimal dimensions and have physiological safety. The temperature sensor has a metal layer sensor with connection wires, which is arranged in a cavity forming between two half shells of thermoplastic molding compound and with semicircular or rectangular outer contours. The half-shells have Vorsprünge and depressions for positioning of the metal layer sensor and the flexible connecting leads and have pins and holes on the edges. The insulation of the flexible connection leads into the cavity. Their stripped ends are worn with the connecting strands of the metal layer sensor. The cavity between the half-shells is filled with electrically insulating, adhesive plastic or Elastmasse, which can be introduced by a forming opening when joining the half-shells on one end face.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen Temperaturfühler, dereinen Metallschicht-Temperaturfeinmeßwiderstand, kurz Metallschichtsensor genannt, und flexible Anschlußleitungen besitzt. .The invention relates to a temperature sensor having a metal layer Temperaturfeinmeßwiderstand, short metal layer sensor called, and has flexible leads. ,

Characteristic of the known technical solutions

Es ist allgemein bekannt, dünne, piättchenförmige Metallschichtsensoren, die aus einem keramischen Trägerplättchen, auf dem eine dünne, temperaturabhängige, metallische Widerstandsschicht mit kontaktierten Anschlußdrähten angeordnet ist, in der Praxis für Temperaturfühler auf den unterschiedlichsten Einsatzgebieten anzuwenden.It is generally known to use thin, pincushion-shaped metal film sensors, which are made of a ceramic support plate, on which a thin, temperature-dependent, metallic resistance layer with contacted leads is arranged, for temperature sensors in a wide variety of applications.

Die während des Fertigungsprozesses und besonders bei der Anwendung des Temperaturfühlers auftretenden mechanischen und klimatischen Beanspruchungen erfordern zusätzliche Maßnahmen zurSicherung einer stabilen Verbindung an der Kontaktierungsstelle des Metallschichtsensors und der stark beanspruchten Verbindung der Sensorenanschlußdrähte zu den flexiblen Anschlußleitungen. So wird beispielsweise ein Temperaturfühler beschrieben, der aus einem elektrisch isolierenden Hohlzylinder besteht, an dessen ebener Innenwandung ein Kera'mikplättchen mit festhaftender Platin-Dünnschicht-Widerstandsbahn angeordnet ist. Die mit der Widerstandsschicht elektrisch verbundenen Zuleitungsdrähte sind durch elektrisch nicht leitende Verschlußmassen an den Enden des Formkörpers fixiert. Für die Verwendung in Temperaturfühlern werden sie an ihren Anschlußdrähten mit durch Keramikkapillaren geführten Innenleitungsdrähten 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).The mechanical and climatic stresses encountered during the manufacturing process, and especially when the temperature sensor is used, require additional measures to assure a stable connection at the point of contact of the metal film sensor and the highly stressed connection of the sensor leads to the flexible leads. Thus, for example, a temperature sensor is described, which consists of an electrically insulating hollow cylinder, on whose flat inner wall a Kera'mikplättchen is arranged with adherent platinum-thin-film resistance path. The lead wires electrically connected to the resistive layer are fixed to the ends of the molded body by electrically nonconductive sealing compounds. For use in temperature sensors, they are welded at their leads with guided by ceramic capillary inner wires and inserted into Meßsatzsatzrohre, which are provided with filler and a terminal socket for connecting the inner wires and the coming from outside electrical lines (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).It is also known to store the metal layer sensor resiliently on the bottom of a protective tube and the measurement signal via an isolated pin picking off (DE-OS 2338169).

Zur Reduzierung des technologischen Aufwandes ist auch schon vorgeschlagen worden, die Zuleitungsgestaltung in Form einer Lampensockelfassung auszuführen (DE-OS 3204001).To reduce the technological complexity has also been proposed to perform the lead design in the form of a lamp base socket (DE-OS 3204001).

Weiterhin ist eine Ausführungsform bekannt, bei der die Innenleitungsdrähte 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).Furthermore, an embodiment is known in which the inner conductor wires are bent trough-shaped in the lower part of the Meßeinsatzes and serve in this way for receiving the flat measuring resistor. An additional backup is achieved by a putty cone (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 dem 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 228 062).In addition, it has also been proposed to melt the resistance layer and the connection points of the connecting wires with a glaze (DE-OS 2615473) or to guide them through a short insulator and to attach together with this to the resistive layer by means of a glaze layer. It. Furthermore, a temperature sensor is known in which the metal layer sensor is arranged by means of a support wire and fixed in a connection socket with mounting fitting made of glass, ceramic or plastic connecting wires within a protective tube and secured against shocks. The connection socket is designed as a plug connection (WP 228 062).

Die beschriebenen Ausführungsforjnen beziehen sich überwiegend auf den Metallschichtsensor 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 flexibler 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 Temnperaturfühler verteuert.The Ausführungsforjnen described relate mainly to the metal layer sensor with respect to its arrangement in brackets and sheaths and on the contacting of its connecting wires on the metal layer and the inner cable extensions to soldering, plug and terminal points. Solutions for the immediate stable and permanent connection of flexible lines were not sought. In this regard, the prior art requires additional technical effort, which leads to temperature sensors with larger dimensions and makes the complete Temnperaturfühler more expensive.

Zur Ausscheidung dieser Nachteile wird für den Einsatz in Kraftfahrzeugen ein Temperaturfühler mit feuchtedicht eingebautem Meßwiderstand beschrieben, bei dem ein kugel- bzw. pillenförmiger Meßwiderstand von innen in eine angepaßte Vertiefung der Stirnseite einer Gummikappe eingedrückt ist. Die Gummikappe sitzt 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).To eliminate these disadvantages, a temperature sensor with moisture-proof measuring resistor is described for use in motor vehicles, in which a spherical or pill-shaped measuring resistor is pressed from the inside into an adapted recess of the end face of a rubber cap. The rubber cap sits on a pedestal, which at the same time encloses the multicore electrical sheathed cable. The connecting wires of the measuring resistor are connected within the elastic cap with the wires of the sheathed cable (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 Gummiformteile eingedrückt werden.The solution described is directed to thermistors, which serve as a measuring resistor here. Thermistors have a more robust design than metal layer sensors. Especially spherical or pill-shaped thermistors can be pressed into non-destructive rubber moldings.

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.With the use of temperature-dependent measuring resistors, the trend in the case of large-series products is in the direction of metal-layer sensors, since these do not require a complicated adjustment of the control electronics due to their tightly toleranced temperature behavior. The solution described is not suitable for the mechanically only slightly resilient metal layer sensors. In the manufacturing process and during later use, the contacts on the metal layer would be destroyed.

Object of the invention

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 Haushaltkältegeräten möglich ist.It is an object of the invention to find a temperature sensor that is technologically simple to set up, high demands in terms of mechanical strength and resistance to climatic influences, minimal dimensions and additional physiological safety, so that its use, for example, in domestic refrigerators is possible.

Explanation of the essence of the invention

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 Bauteile und Mittel die Problematik des sicheren und dauerhaften Außenanschlusses durch flexible Anschlußleitungen gelöst wird, wobei das Ziel der Erfindung ohne Einschränkung erreicht werden soll.The invention is based on the object deviating from the stated design principles for temperature sensor based on a metal layer sensor to find a new structural design, in addition to the secure fixation of the resistor and the stable connection of the same in addition by means of suitable components and means the problem of safe and permanent external connection is solved by flexible leads, the aim of the invention is to be achieved without restriction.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Temperaturfühler gelöst, bei dem ein Metallschichtsensor mit Anschlußdrähten in einem sich zwischen zwei Halbschalen bildenden Hohlraum angeordnet ist. Die Halbschalen sind vorzugsweise deckungsgleich, aus Thermoplastmasse im Spritzverfahren hergestellt und haben eine rechteckige bzw. halbrunde Außenkontur. Sie weisen Vorsprünge und Vertiefungen auf zur Positionierung des Metallschichtsensors und der flexiblen Anschlußleitungen. Erfindungsgemäß ragt dabei die Isolierung der Enden der Anschlußleitungen mit in den Hohlraum hinein. Zum Zusammenhalt der Halbschalen im Fertigungsprozeß besitzen diese zusätzlich Zapfen und Bohrungen an den Rändern. Die abisolierten Enden derflexiblen Anschlußleitungen sind mit den Anschlußdrähten des Metallschichtsensors verlötet. Die Halbschalen bilden an einer Stirnseite im zusammengefügten Zustand eine Öffnung, durch die geeignete Plast- oder Elastmasse, vorzugsweise klebende Thermoplastmasse oder kaltvernetzende Silikonmasse, eingebracht wird, die den Hohlraum zwischen den Halbschälen ausfüllt. Der Metallschichtsensor und die elektrischen Verbindungsstellen sind damit wasserdicht umhüllt und die Halbschalen sind zu einem mechanisch stabilen Gehäuse zusammengefügt.According to the invention the object is achieved by a temperature sensor, wherein a metal layer sensor is arranged with leads in a cavity forming between two half-shells. The half shells are preferably congruent, made of thermoplastic material by injection molding and have a rectangular or semicircular outer contour. They have projections and recesses for positioning of the metal layer sensor and the flexible leads. According to the invention, the insulation of the ends of the leads protrudes into the cavity. For cohesion of the half shells in the manufacturing process, these additionally have pins and holes at the edges. The stripped ends of the flexible leads are soldered to the leads of the metal film sensor. The half-shells form an opening at one end side in the assembled state, through which suitable plastic or elastic compound, preferably adhesive thermoplastic compound or cold-crosslinking silicone compound, is introduced, which fills the cavity between the half-shells. The metal layer sensor and the electrical connection points are thus watertight enveloped and the half-shells are joined together to form a mechanically stable housing.

Die Halbschalen weisen erfindungsgemäß Abmessungen von < 45 mm Länge, <9mm Durchmesser bzw. <9mm Breite und <3mm Höhe auf,According to the invention, the half-shells have dimensions of <45 mm in length, <9 mm in diameter or <9 mm in width and <3 mm in height,

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden: In der zugehörigen Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment: In the accompanying drawings show

Fig. 1: einen kompletten Temperaturfühler, teilweise im SchnittFig. 1: a complete temperature sensor, partly in section

Fig. 2: den Temperaturfühler nach Fig. 1 in der Draufsicht bei abgenommener oberer Halbschale Fig.3: eine Halbschale in vergrößerter, perspektivischer Darstellung.FIG. 2 shows the temperature sensor according to FIG. 1 in plan view with the upper half shell removed; FIG. 3 shows a half shell in an enlarged, perspective view.

Der Temperaturfühler besteht aus den beiden deckungsgleichen rechteckigen Halbschalen 1, dem Metallschichtsensor 3 mit seinen Anschlußdrähten 5 und den flexiblen Anschlußleitungen 7.The temperature sensor consists of the two congruent rectangular half-shells 1, the metal layer sensor 3 with its leads 5 and the flexible leads. 7

Die beiden als Spritzgießteil ausgebildeten Ha I bscha I en 1 aus Polypropylen besitzen zur Positionierung des Metallschichtsensors 3 und der isolierten Enden 4 der flexiblen Anschlußleitungen 7 Vorsprünge und Vertiefungen 8 sowie zur Gewährleistung ihres Zusammenhaltes während des Fertigungsprozesses Bohrungen 9 und Zapfen 10. Zwischen beiden Halbschalen 1 ergibt sich der Hohlraum 2, in dem der Metajlschichtsensor 3 mit seinen Anschlußdrähten 5 sowie die isolierten Enden 4 und die abisolierten Enden 6 der flexiblen Anschlußleitungen 7 angeordnet sind. Die Anschlußdrähte 5 des Metallschichtsensors 3 sind mit den abisolierten Enden 6 derflexiblen Anschlußleitungen 7 verlötet. Im geschlossenen Zustand bilden beide Halbschalen 1 aneiner Stirnseite eine Öffnung 11, durch die kaltvernetzende Silikonmasse eingefüllt wird, die den Hohlraum 2 ausfüllt. Sie besitzt elektrisch isolierende Eigenschaften.The two designed as injection molded Ha I bscha I en 1 polypropylene have for positioning of the metal layer sensor 3 and the insulated ends 4 of the flexible leads 7 projections and recesses 8 and to ensure their cohesion during the manufacturing process holes 9 and pins 10 between the two half shells. 1 results in the cavity 2, in which the Metajlschichtsensor 3 with its leads 5 and the insulated ends 4 and the stripped ends 6 of the flexible leads 7 are arranged. The lead wires 5 of the metal layer sensor 3 are soldered to the stripped ends 6 of the flexible leads 7. When closed, both half-shells 1 form on one end face an opening 11, through which the cold-crosslinking silicone compound is filled, which fills the cavity 2. It has electrically insulating properties.

Die Halbschalen weisen eine Länge von 45mm, eine Breite von 9mm und jeweils eine Höhe von 3mm auf.The half-shells have a length of 45mm, a width of 9mm and each a height of 3mm.

Claims

Temperature sensor, which has a metal layer Temperaturfeinmeßwiderstand, short metal layer sensor called, and flexible leads of any length and in which the metal layer sensor is surrounded by a protective shell, characterized in that the metal layer sensor (3) in a preferably two congruent, consisting of thermoplastic molding compound Half shells (1) with semicircular or rectangular outer contour forming cavity (2) is arranged, wherein the half shells (1) projections and recesses (8), holes (9) and pins (10) and a filling opening (11), that the ends (4) the flexible leads (7) with their Isoliermante! through the recesses (8) of the half-shells (1) protrude into the cavity (2) and their partially stripped ends (6) are soldered to the leads (5) of the metal layer sensor (3) and that the cavity (2) between the half-shells ( 1) is filled with electrically insulating, adhesive plastic or Elastmasse.

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