DE10040697B4 - Temperatursensor - Google Patents

Abstract

Temperatursensor, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, für Temperaturen bis in einem Bereich von 450°C, welcher ein Metallgehäuse mit einem nahe eines Endes ein Sensorelement aufweisenden Rohrstück und einem Anschlussstück an seinem anderen Ende hat, das eine Kontaktsockelaufnahme bildet, in die ein Kontaktsockel dichtend eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (3) und das Anschlussstück (2) als ein einziges Bauteil ausgeführt ist und dass der Kontaktsockel (5) einen um so viel geringeren Durchmesser hat als die Kontaktsockelaufnahme (4), dass zwischen dem Kontaktsockel (5) und der Mantelfläche der Kontaktsockelaufnahme (4) ein Ringraum verbleibt, der mit einer Hochtemperatur-Dichtmasse (6) ausgefüllt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, für Temperaturen bis in einem Bereich von 450°C, welcher ein Metallgehäuse mit einem nahe eines Endes ein Sensorelement aufweisenden Rohrstück und einem Anschlussstück an seinem anderen Ende hat, das eine Kontaktsockelaufnahme bildet, in die ein Kontaktsockel dichtend eingesetzt ist.
• Temperatursensoren der vorstehenden Art werden beispielsweise für die Messung von Abgasrückführungstemperaturen eingesetzt und sind deshalb bekannt. Temperatursensoren für den Einsatz bis 250°C sind relativ kostengünstig erhältlich. Temperatursensoren, welche oberhalb dieser Temperatur arbeiten müssen, sind jedoch derzeit sehr kostenintensiv und verursachen hohe Betriebsmittelinvestitionen. Das liegt in erster Linie an der erforderlich werdenden, aufwendigen Verbindungstechnik. Zur Zeit werden beispielsweise zweiteilige Edelstahlanschlussteile durch Laserschweißen zusammengefügt. Der Messsensor wird an die Kontaktstecker von beispielsweise einem Glaskontaktsockel angeschweißt und wiederum ebenfalls durch Laserschweißen oder durch HF-Löten mit dem Edelstahlanschlussteil verbunden.
• Aus der DE 86 20 938 U1 ist eine korrosionsbeständige, gut wärmeleitende Armatur für Temperatursensoren von Warmwasserbereitern und dergleichen bekannt. Diese Armatur besteht aus Temperguss, wobei entscheidende Konturen der Armatur mit der Erstellung des Gussrohlings festgelegt sind und insbesondere das Schutzrohr eine unverletzte Gusshaut besitzt.
• Aus der DE 40 22 051 A1 ist ein Temperatursensor bekannt. Dieser Temperatursensor hat ein in einer Schutzhülse angeordnetes, von einer Wärmeleitpaste umgebenes temperaturempfindliches Element, welches zwischen zwei elektrischen Leitern geschaltet und durch ein in die Schutzhülse eingeschobenes Isolierrohr gegenüber der Schutzhülse elektrisch isoliert ist. Dieses Isolierrohr besteht aus Aluminium und hat zur elektrischen Isolation auf seiner Innenmantelfläche eine Oxydschicht.
• Aus der DE 8 218 081 U1 ist ein Temperaturfühler für eine Kraftstoffversorgungsanlage bekannt. Dieser Temperaturfühler dient zur Erfassung der Temperatur in einer Brennkraftmaschine. Der Temperaturfühler umfasst ein Metallgehäuse mit einer Axialbohrung, in der axial hintereinander zwei NTC-Widerstände angeordnet sind. Von jedem Widerstand ist ein Anschlussdraht mit je einer Steckerzunge eines Kunststoffsteckers leitend verbunden, während die anderen Anschlussdrähte der Widerstandskörper mit dem Metallgehäuse leitend verbunden sind. Die Axialbohrung ist mit Kunststoff ausgespritzt, welcher die Widerstände und die Anschlussdrähte umhüllt.
• Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Temperatursensor der eingangs genannten Art für Temperaturen bis in einem Bereich von 450°C so zu gestalten, dass zu seiner Herstellung die Fertigungseinrichtungen für Temperatursensoren bis 250°C ohne nennenswerte Änderungen verwendet werden können.
• Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Rohrstück und das Anschlussstück als ein einziges Bauteil ausgeführt ist und dass der Kontaktsockel einen um so viel geringeren Durchmesser hat als die Kontaktsockelaufnahme, dass zwischen dem Kontaktsockel und der Mantelfläche der Kontaktsockelaufnahme ein Ringraum verbleibt, der mit einer Hochtemperatur-Dichtmasse ausgefüllt ist.
• Durch diese Gestaltung lässt sich der Temperatursensor vergleichbar einfach herstellen wie ein Temperatursensor für Temperaturen bis 250°C. Durch die Hochtemperatur-Dichtmasse in dem Ringraum zwischen dem Kontaktsockel und der Mantelfläche der Kontaktsockelaufnahme wird auf einfache Weise eine zuverlässige Dichtigkeit des Temperatursensors erreicht. Zugleich hält diese Dichtmasse den Kontaktsockel auch bei relativ hohen Zugkräften an der zu dem Temperatursensor führenden Leitung sicher in dem Gehäuse. Besonders vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Temperatursensor für Kraftfahrzeuge geeignet, da bei den hier vorliegenden großen Bauteilserien die kostengünstige Herstellbarkeit von hoher Wichtigkeit ist. Zudem erweist sich die sichere Halterung des Kontaktsockels in dem Gehäuse bei den im Betrieb von Kraftfahrzeugen permanent auftretenden schwingenden Belastungen als sehr günstig.
• Die Sicherung gegen ein Herausziehen des Kontaktsockels aus dem Anschlussstück ist besonders wirkungsvoll, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auf dem äußeren Bereich der oberen Stirnfläche des Kontaktsockels eine mit der Wand des Kontaktsockels verbundene Scheibe aufsitzt.
• Als Werkstoff für den Kontaktsockel hat sich als besonders vorteilhaft ein anorganisches, thermoplastisches, elektrisch nicht leitendes Material erwiesen.
• Die vom Kontaktsockel zu dem Messelement führenden Drähte brauchen nicht elektrisch isoliert zu sein, wenn der Kontaktsockel in dem Gehäuse einen zwischen zu dem Messelement führenden Drähten verlaufenden Trennsteg hat.
• Der Temperatursensor ist gegenüber Schwingungen besonders unempfindlich, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung das Rohrstück mit einer Hochtemperatur-Vergussmasse ausgefüllt ist.
• Als Werkstoff für das Gehäuse ist Edelstahl besonders vorteilhaft.
• Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist in der Zeichnung ein Temperatursensor im Längsschnitt dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
• Der dargestellte Temperatursensor hat ein einstöckiges Metallgehäuse 1, welches aus einem Anschlussstück 2 und einem Rohrstück 3 aus Edelstahl besteht. Das Anschlussstück 2 weist eine Kontaktsockelaufnahme 4 auf, in die von oben her ein Kontaktsockel 5 aus einem anorganischen, thermoplastischen Material eingesetzt ist. Dieser Kontaktsockel 5 hat einen erheblich geringeren Durchmesser als die Kontaktsockelaufnahme 4, so dass ein Ringraum entsteht, welcher mit einer Hochtemperatur-Dichtmasse 6 ausgefüllt ist.
• Vom oberen Bereich des Kontaktsockels 5 führt ein an ihm angeformter Trennsteg 7 tief in das Rohrstück 3 hinein. Dieser Trennsteg hat die Aufgabe, zwei elektrische Drähte 8, 9 elektrisch voneinander zu isolieren.
• Die Drähte 8, 9 führen von elektrischen Kontakten 10, 11 des Kontaktsockels 5 zu einem Sensorelement 12 nahe des unteren Endes des Rohrstückes 3. Das gesamte Rohrstück 3 ist mit einer Hochtemperatur-Vergussmasse 13 ausgefüllt.
• Beim Abziehen eines nicht gezeigten Steckers von den Kontakten 10, 11 können erhebliche Zugkräfte auf den Kontaktsockel 5 wirken. Deshalb kann es sinnvoll sein, eine Scheibe 14 in die Kontaktsockelaufnahme 4 einzusetzen, welche von oben her auf dem Kontaktsockel 5 aufliegt und mit dem Anschlussstück 2 verschweißt sein kann.

Claims (4)

1. Temperatursensor, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, für Temperaturen bis in einem Bereich von 450°C, welcher ein Metallgehäuse mit einem nahe eines Endes ein Sensorelement aufweisenden Rohrstück und einem Anschlussstück an seinem anderen Ende hat, das eine Kontaktsockelaufnahme bildet, in die ein Kontaktsockel dichtend eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (3) und das Anschlussstück (2) als ein einziges Bauteil ausgeführt ist und dass der Kontaktsockel (5) einen um so viel geringeren Durchmesser hat als die Kontaktsockelaufnahme (4), dass zwischen dem Kontaktsockel (5) und der Mantelfläche der Kontaktsockelaufnahme (4) ein Ringraum verbleibt, der mit einer Hochtemperatur-Dichtmasse (6) ausgefüllt ist.
2. Temperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem äußeren Bereich der oberen Stirnfläche des Kontaktsockels (5) eine mit der Wand des Kontaktsockels (5) verbundene Scheibe (14) aufsitzt.
3. Temperatursensor nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktsockel (5) aus einem anorganischen, thermoplastischen, elektrisch nicht leitenden Material besteht.
4. Temperatursensor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktsockel (5) in dem Metall-Ghäuse (1) einen zwischen zu dem Sensorelement (12) führenden Drähten (8, 9) verlaufenden Trennsteg (7) hat.