DD254646A1

DD254646A1 - Temperaturfuehler

Info

Publication number: DD254646A1
Application number: DD29745186A
Authority: DD
Inventors: Claus Gulba; Olaf Laske; Juergen Nowack; Dietrich Jung; 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. Bei dem erfindungsgemaessen Temperaturfuehler ist der Metallschichtsensor, der mit Anschlussdraehten oder Leiterstreifen ausgestattet ist, in einer Aussparung eines Stuetzprofils angeordnet, das mit einem Stoepsel verbunden ist, welcher mit Uebermass in eine Kappe eingedrueckt ist. Kappe und Stoepsel haben runden oder rechteckigen Querschnitt und bestehen aus physiologisch unbedenklichem Thermoplast. Die flexiblen Anschlussleitungen werden durch Bohrungen im Stoepsel gefuehrt und befinden sich mit ihren abisolierten Enden teilweise noch im Bereich des Stoepsels. Die Anschlussdraehte oder die in Schlitzen des Stoepsels steckenden Leiterstreifen sind mit den flexiblen Anschlussleitungen verloetet. Die Kappe ist mit isolierendem Fett gefuellt und kann aussen elastisch formbare Rastvorspruenge aufweisen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Temperaturfühler, der einen Metal Ischicht-Temperaturfeinmeßwiderstand, kurz Metallschichtsensor genannt, und flexible Anschlußleitungen beliebiger Länge besitzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es istallgemein 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 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 Hohlkörper besteht, an dessen ebener Innenwandung ein Keramikplättchen mit festhaftender Platin-Dünnschicht-Widerstandsbahn angeordnet ist. Die mifder Widerstandsschicht elektrisch verbundenen Zuleitungsdrähte sind durch elektrisch nicht leitende Verschlußmassen an den Enden des Formkörpers fixiert. Für die Verwendung tn 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). Es ist auch bekannt, den Metallschichtsensorfedernd 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 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).

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 228062).

Die beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich überwiegend auf dem Metallschichtsensor bezüglich seiner Anordnung in Halterungen und Umhüllungen sowie auf die Kontaktierung seiner Anschlußdrähte auf der Metallschicht und deren Innenleitungsverlängerungen bis zu Lot-, 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 Temperaturfühler verteuert.

Zur Ausschaltung dieser Nachteile wird für den Einsatz in Kraftfahrzeugen ein Temperaturfühler mit feuchtedicht eingebautem Meßwiderstand beschrieben, bei demein 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). .

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.

Bei der Anwendung temperaturabhängiger Meßwiderstände geht der Trend bei Großserienerzeugnissen in Richtung Metailschichtsensoren, 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 aufweist und zusätzliche physiologische Unbedenklichkeit besitzt, so daß sein Einsatz beispielsweise auch in Haushaltkältegeräten 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 Bauteile und Mittel die Problematik des sicheren und dauerhaften Anschlusses durch flexible Anschlußleitungen gelöst wird, wobei das Ziel der Erfindung ohne Einschränkung erreicht werden soll.

Erfindungsgemäß besteht der Temperaturfühler aus einer aus Thermoplast bestehenden Kappe mit rundem oder rechteckigem Querschnitt, in die ein Stöpsel ausThermoplast mit runden oder rechteckigen Außenkonturen mit Übermaß eingedrückt ist. Der Stöpsel besitzt ein in die Kappe hineinragendes Stützprofil, das stirnseitig den Metallschichtsensor trägt, der mit oder ohne Anschlußdrähte ausgebildet sein kann. Die flexiblen Anschlußleitungen gelangen durch Bohrungen im Stöpsel bis zum Stützprofil und befinden sich teilweise mit den abisolierten Enden noch im Bereich des Stöpsels, dessen Durchgangsbohrungen im Verhältnis Außendurchmesser zu Leiterdurchmesser der flexiblen Anschlußleitungen abgestuft sind. Der Metallschichtsensor wird über Anschlußdrähte oder über Leiterstreifen mit den flexiblen Anschlußleitungen verbunden, die Lötverbindungen liegen unmittelbar am Austritt der flexiblen Anschlußleitungen aus den Durchgangsbohrungen des Stöpsels und wirken dadurch gleichzeitig als Zugentlastung.

Die Kappe ist mit einem vorbestimmten Volumen eines elektrisch isolierenden Fettes gefüllt. Beim Eindrücken des Stöpsels wird die Luft im Temperaturfühler und das überschüssige Fett verdrängt. Erfindungsgemäß kann die Kappe elastisch formbare Rastvorsprünge besitzen, die eine kostengünstige Befestigung des Temperaturfühlers gestatten.

Der Temperaturfühler zeichnet sich durch schnelles Reagieren aus, weist geringe Abmessungen auf und besitzt einenhohen Schutzgrad sowie physiologische Unbedenklichkeit durch den Einsatz von Thermoplastwerkstoff für Stöpsel und Kappe. Sein Anwendungsbereich wird damit vergrößert.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1: einenn zylindrischen Temperaturfühler, der einen Metallschichtsensor mit Anschlußdrähten besitzt, in perspektivisch geschnittener Darstellung

Fig.2: den eindrückbaren zylindrischen Stöpsel im Längsschnitt Fig.3: den Querschnitt durch das Stützprofil des Stöpsels nach Fig.2 Fig.4: einen flachen, rechteckigen Temperaturfühler, dessen Metallschichtsensor durch Leiterstreifen mit der flexiblen Anschlußleitung verbunden ist, im Schnitt

Fig. 5: die Seitenansicht zu Fig.4 mit Rastvorsprüngen an der Kappe Fig.6: den Stöpsel mit Leiterstreifen, Stützprofil und Metallschichtsensor entsprechend Fig.4 und 5 in vergrößerter perspektivischer Darstellung

Beispiel 1:

Der zylindrische Temperaturfühler besteht aus der Kappe 1, dem Stöpsel 2 mit Stützprofil 3, dem Metallschichtsensor 5 mit Anschlußdrähten 6 und den flexiblen Anschlußleitungen 7.

Auf dem Stützprofil 3 des Stöpsels 2 ist stirnseitig in Aussparungen 4 der Metallschichtsensor 5 angeordnet, dessen Anschlußdrähte 6 mit den flexiblen Anschlußleitungen 7 durch Weichlot verbunden sind. Die flexiblen Anschlußleitungen 7 sitzen mit ihren abisolierten Enden 9 teilweise in im Durchmesser reduzierten Durchgangsbohrungen 10. Die im Durchmesser

größeren Weichlotstellen 11 bewirken dadurch gleichzeitig eine mechanische Zugentlastung. Das Stützprofil 3 ist zur Erzielung großer Luft-und Kriechstrecken im Querschnitt sternförmig ausgebildet. Die Kappe 1 und der Stöpsel 2 sind Spritzgießteile und bestehen aus naturfarbenem Polypropylen. Der Hohlraum innerhalb der Kappe 1 ist mit Silikonfett 8 ausgefüllt.

Beispiel 2:

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht in der flachen, rechteckigen Bauweise von Kappe 1 und Stöpsel 2 sowie in der Verwendung eines unkontaktierten Metallschichtsensors 5 und Leiterstreifen 12.

In der Aussparung 4 des Stützprofils 3 wird der Metallschichtsensor 5 gehalten. Die Leiterstreifen 12 besitzen Lötverbindung zum Metallschichtsensor 5 und zu den flexiblen Anschlußleitungen 7. Die Leiterstreifen 12 stecken in Schlitzen 13, die unmittelbar neben den Durchgangsbohrungen 10 für die flexiblen Anschlußleitungen 7 liegen. Die Vefdickung des Weichlots 11 und die Leiterstreifen 12 bewirken eine mechanische Zugentlastung. Die Kappe 1 besitzt elastisch formbare Rastvorsprünge, ihr Hohlraum enthält Silikonfett.

Claims

Temperaturfühler, der einen 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 (5), der mit Anschlußdrähten (6) oder Leiterstreifen (12) ausgestattet ist, in einer Aussparung (4) eines Stützprofils (3) gehalten wird, das mit einem Stöpsel (2) verbunden ist, welcher mit Übermaß in eine Kappe (1) eingedrückt ist, wobei die Kappe (1) und der Stöpsel (2) runden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen und aus physiologisch unbedenklichem Thermoplast bestehen, daß die flexiblen Anschlußleitungen (7) durch Bohrungen (10) im Stöpsel (2) geführt werden und sich dabei teilweise mit ihren abisolierten Enden (9) noch im Bereich des Stöpsels (2) befinden, dessen Bohrungen (10) im Verhältnis Außendurchmesser zu Leiterdurchmesser der flexiblen Anschlußleitungen (7) abgestuft sind, daß der Metallschichtsensor (5) über die Anschlußdrähte (6) oder die in Schlitzen (13) des Stöpsels (2) steckenden Leiterstreifen (12) mit den flexiblen Anschlußleitungen (7) verlötet ist, wobei das Weichlot (11) unmittelbar am Austritt der flexiblen Anschlußleitungen (7) aus den Bohrungen (10) des Stöpsels (2) liegt, daß die Kappe (1) mit isolierendem Fett (8) gefüllt ist und daß sie außen elastisch formbare Rastvorsprünge (14) aufweisen kann.

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2 Seiten Zeichnungen