DE102007000073A1 - Temperatursensor und Herstellungsverfahren von diesem - Google Patents

Temperatursensor und Herstellungsverfahren von diesem Download PDF

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DE102007000073A1
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Abstract

Ein Temperatursensor umfasst ein Thermistorelement (2) mit einem Paar von Elektrodendrähten (21, 21), einen Hülsenstift (3) mit einem Paar von Signaldrähten (31, 31), die darin angebracht sind und entsprechend mit dem Paar von Elektrodendrähten verbunden sind, wobei ein Endabschnitt der Signaldrähte von dem Hülsenstift zu einem Vorderteil des Temperatursensors freigelegt ist, eine Abdeckung (4), die an einem Vorderteilabschnitt des Temperatursensors angeordnet ist, um das Thermistorelement abzudecken, ein Bindemittel (5), das derart platziert ist, um das Paar von Elektrodendrähten zusammenzufügen und zu fixieren, und ein isolierendes Halteelement (6), das das Bindemittel verankert, um das Bindemittel um die Elektrodendrähte herum zu halten. Ein Verfahren zum Herstellen des Temperatursensors ist ebenso offenbart.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Temperatursensor, der ein Thermistorelement bzw. ein wärmeabhängiges Widerstandselement verwendet, und ein Verfahren des Herstellens eines solchen Temperatursensors.
  • Stand der Technik
  • Als ein Temperatursensor zum Messen der Temperatur von Abgasen von Kraftfahrzeugen wurde ein Temperatursensor der Art vorgeschlagen, die ein Thermistorelement verwendet, dessen Widerstand mit der Temperatur veränderlich ist (JP-A-2004-317499).
  • Wie in 18 hiervon gezeigt, umfasst der vorgeschlagene Temperatursensor 9 ein Thermistorelement 92 mit einem Paar von Elektrodendrähten 921, 921, einen Hülsenstift 93 mit einem Paar von eingebauten Signaldrähten 931, 931, die entsprechend mit den Elektrodendrähten 921, 921 verbunden sind, und eine Abdeckung 94, die an einem Vorderteilabschnitt des Temperatursensors 9 angeordnet ist, um das Thermistorelement 92 abzudecken. Ein Bindemittel 95 mit hoher thermischer Leitfähigkeit ist zwischen dem Thermistorelement 92 und der Abdeckung 94 eingefüllt.
  • Bei dem herkömmlichen Temperatursensor 9 ist es jedoch wahrscheinlich, dass aufgrund eines unzureichenden Entfernens von Luft, die vorhanden sein kann, wenn das Bindemittel 95 in die Abdeckung 94 gefüllt wird, ein Lufteinschluss 99, welcher wie in 19 gezeigt frei von Bindemittel 95 ist, geformt wird, besonders zwischen den Elektrodendrähten 921, 921. Wenn mit dem somit produzierten Lufteinschluss 99 der Temperatursensor 9 Motorvibrationen ausgesetzt ist, die an diesen von einem Abgasrohr, zum Beispiel über ein (nicht gezeigtes) Gehäuse, übertragen werden, werden die Vibrationen ebenso an das Thermistorelement 92 übertragen, das an einer Innenseite 940 der Abdeckung 94 angeordnet ist, wodurch verursacht wird, dass die Elektrodendrähte 921 aufgrund einer an diesen induzierten Spannungskonzentration beschädigt werden oder brechen.
  • Ein anderer vorher vorgeschlagener Temperatursensor umfasst, wie in 19 hiervon gezeigt, ein Paar von Glaselementen 96, 96, die im quer verlaufenden Querschnitt im Wesentlichen eine E-Form besitzen, die zwischen einem Thermistorelement und einem Hülsenstift angeordnet sind (JP-A-2002-267547). Jedes der Glaselemente 96 hat ein Paar von längs verlaufenden Nutabschnitten 962, 962, in welchen Elektrodendrähte angeordnet sind.
  • Bei dieser Anordnung entsteht jedoch eine Lücke, da die Nutabschnitte 962 und die Elektrodendrähte nicht in engem Kontakt miteinander sind, was dazu führt, dass die Elektrodendrähte innerhalb der Nutabschnitte 962 unzureichend verankert sind. Sie ist daher nicht in der Lage, die Vibration des Thermistorelements hinreichend zu verhindern, was es ermöglicht, dass Elektrodendrähte aufgrund einer Spannungskonzentration brechen.
  • Um dieses Problem handzuhaben, sollten die Nutabschnitte 962 und die Elektrodendrähte in engem Kontakt miteinander sein. Diese Anforderung verursacht jedoch ein anderes Problem, dass aufgrund des Ansteigens der Verarbeitungsgenauigkeit des Glaselements 96 die Produktionseffizienz des Temperatursensors abnimmt und die Produktionskosten steigen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Angesichts der vorstehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Temperatursensor und sein Herstellungsverfahren bereitzustellen, welche dazu in der Lage sind, das Brechen von Elektrodendrähten zu verhindern.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Temperatursensor bereitgestellt, mit: einem Thermistorelement mit einem Paar von Elektrodendrähten; einem Hülsenstift mit einem Paar von Signaldrähten, die darin untergebracht sind und entsprechend mit dem Paar von Elektrodendrähten verbunden sind, wobei ein Endabschnitt der Signaldrähte von dem Hülsenstift zu einem Vorderteil des Temperatursensors freigelegt ist; einer Abdeckung, die an einem Vorderteilabschnitt des Temperatursensors angeordnet ist, um das Thermistorelement abzudecken; einem Bindemittel, das derart platziert ist, um das Paar von Elektrodendrähten zusammenzufügen und zu befestigen; und einem isolierenden Halteelement, das das Bindemittel verankert, so dass das Bindemittel um die Elektrodendrähte gehalten wird.
  • Mit dem somit eingerichteten Temperatursensor, da das Bindemittel derart platziert ist, um das Paar von Elektrodendrähten zusammenzufügen und zu befestigen, und das isolierende Halteelement das Bindemittel verankert, ist es möglich, das Bindemittel einfach und effizient zwischen dem isolierenden Halteelement und den Elektrodendrähten einzufüllen, während das Bindemittel in Kontakt mit dem isolierenden Halteelement und den Elektrodendrähten bleibt. Bei der Abwesenheit des isolierenden Halteelements ist es nicht möglich, das Bindemittel auf solch eine Weise zu platzieren, um das Paar von Elektrodendrähten zusammenzufügen. Dieses Problem kann durch Bereitstellen eines isolierenden Halteelements um die Elektrodendrähte herum, um das Bindemittel darauf zu halten, überwunden werden, was es möglich macht, das Bindemittel einfach zwischen dem Paar von Elektrodendrähten zu platzieren.
  • Dies eliminiert die Bildung eines Lufteinschlusses, welcher ansonsten an einem Bereich, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten definiert ist, aufgrund eines unzureichenden Entfernens von Luft, wenn das Bindemittel platziert wird, auftreten kann. Somit können die Elektrodendrähte fest und verlässlich befestigt werden, mit dem Ergebnis, dass das Thermistorelement davor bewahrt wird, zu vibrieren, auch wenn der Temperatursensor als Ganzes vibriert, wenn er Motorvibrationen unterworfen ist, die über ein Abgasrohr übertragen werden. Ein Brechen von Elektrodendrähten aufgrund einer Spannungskonzentration findet somit nicht statt.
  • Vorzugsweise hat das isolierende Halteelement einen Plattenabschnitt, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten angeordnet ist. Mit dem somit bereitgestellten Plattenabschnitt ist es möglich, der Bildung eines Lufteinschlusses (ein Raum, der nicht mit Bindemittel gefüllt ist) zwischen dem Paar von Elektrodendrähten vorzubeugen.
  • Der Plattenabschnitt belegt vorzugsweise einen Bereich von nicht weniger als 90% eines Raums, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten definiert ist. In diesem Fall ist es möglich, zu verhindern, dass zwischen dem Paar von Elektrodendrähten ein Lufteinschluss gebildet wird.
  • Alternativ, wenn der Bereich, der durch den Plattenabschnitt belegt ist, weniger als 90% des Raums zwischen dem Paar von Elektrodendrähten ist, ist es wahrscheinlich, dass es vorkommt, dass ein Lufteinschluss zwischen den Elektrodendrähten gebildet wird, was es schwierig macht, das Brechen der Elektrodendrähte zu verhindern.
  • Vorzugsweise ist der Raum, der zwischen einem Paar von Elektrodendrähten definiert ist, ein Raum, der zwischen diesen Teilen der Elektrodendrähte definiert ist, welche sich zwischen Sockeln, an denen die Elektrodendrähte von dem Thermistorelement herausgeführt werden, und Verbindungsabschnitten, an denen die Elektrodendrähte mit den Signaldrähten verbunden werden, erstrecken. Es wurde herausgefunden, dass ein Lufteinschluss häufig an dem Raum auftritt, der sich zwischen den Sockeln und den Verbindungsabschnitten der Elektrodendrähte erstreckt. Dementsprechend kann durch ein derartiges Definieren des Raumes zwischen dem Paar von Elektrodendrähten ein Brechen der Elektrodendrähte effektiv vermieden werden.
  • Der Plattenabschnitt des isolierenden Halteelements hat vorzugsweise eine Dicke, welche 1,16 bis 1,5 mal größer ist als der Durchmesser der Elektrodendrähte. In diesem Fall kann das Bindemittel einfacher zwischen dem Paar von Elektrodendrähten eingefüllt werden, was zu einem ausreichenden Verhindern eines Brechens der Elektrodendrähte führt. Wenn die Dicke des Plattenabschnitts weniger als 1,15 mal größer ist als der Durchmesser der Elektrodendrähte, ist es wahrscheinlich, dass es vorkommt, dass ein Lufteinschluss, welcher nicht mit Bindemittel gefüllt ist, zwischen den Elektrodendrähten gebildet wird. Alternativ, wenn die Dicke des Plattenabschnitts mehr als 1,5 mal größer ist als der Durchmesser der Elektrodendrähte wird es schwierig, das Bindemittel zwischen dem Paar von Elektrodendrähte zu platzieren.
  • Das isolierende Halteelement ist auf einer Seite des Paares von Elektrodendrähte in entgegengesetzter Beziehung zu entsprechenden Seitenflächen der Elektrodendrähte angeordnet. Auch bei dieser Anordnung können die vorstehenden vorteilhaften Effekte der Erfindung ebenso erreicht werden und das Bindemittel kann einfach zwischen dem Paar von Elektrodendrähten platziert werden. Genauer, bei Nichtbeachtung der Abwesenheit eines Teils, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten angeordnet ist, kann das isolierende Halteelement, das auf einer Seite der Elektrodendrähte auf eine Weise, wie vorstehend spezifiziert, angeordnet ist, das Bindemittel zwischen dem Paar von Elektrodendrähten ausreichend halten.
  • Es ist vorzuziehen, dass der Raum, der zwischen dem isolierenden Halteelement und dem Thermistorelement definiert ist, nicht mehr als 0,1 mm ist. Durch derartiges Einstellen des Raumes zwischen dem isolierenden Halteelement und dem Thermistorelement ist es möglich, ein Auftreten einer Spannungskonzentration an den Sockelabschnitten der Elektrodendrähte, die von dem Thermistorelement herausgeführt werden, zu verhindern. Dies führt zu einem ausreichenden Schutz der Elektrodendrähte gegen Brechen.
  • Vorzugsweise ist das isolierende Halteelement aus Aluminiumoxid gemacht. In diesem Fall stellt das isolierende Halteelement eine hervorragende elektrische Isolierung bereit, welche ausreichend ist, um einen Kurzschluss zwischen dem Paar von Elektrodendrähten zu verhindern. Des Weiteren, da das isolierende Halteelement ebenso gute thermische Leitfähigkeit besitzt, ist es möglich, einen Temperatursensor mit hervorragendem Ansprechverhalten zu erhalten.
  • Das Bindemittel wird vorzugsweise derart platziert, um eine Dicke von nicht mehr als 0,15 mm zu besitzen, wenn von einer äußeren Umfangsfläche von jedem Elektrodendraht aus gemessen. In diesem Fall wird das Bindemittel getrocknet, um über die ganze Dicke von diesem auszuhärten. Wenn die Bindemitteldicke mehr als 0,15 mm ist, wird nur ein Oberflächenbereich des Bindemittels trocken und wird fest, wobei ein ausreichendes Trocknen eines inneren Bereichs des Bindemittels verhindert wird. Dies kann zu einem unzureichendem Befestigen der Elektrodendrähte mit dem Bindemittel führen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren bereitgestellt des Herstellens eines Temperatursensors mit einem Thermistorelement mit einem Paar von Elektrodendrähten, einem Hülsenstift mit einem Paar von Signaldrähten, die darin untergebracht sind und entsprechend mit dem Paar von Elektrodendrähten verbunden sind, wobei ein Endabschnitt der Signaldrähte von dem Hülsenstift zu einem Vorderteil des Temperatursensors freigelegt ist, einer Abdeckung, die an einem Vorderteilabschnitt des Temperatursensors angeordnet ist, um das Thermistorelement abzudecken, einem Bindemittel, das derart platziert wird, um das Paar von Elektrodendrähten zusammenzufügen, und einem isolierenden Halteelement zum Halten des Bindemittels um die Elektrodendrähte herum, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
    Platzieren eines isolierenden Halteelements um ein Paar von Elektrodendrähten eines Thermistorelements herum, dann Platzieren eines Bindemittels, während das Bindemittel in Kontakt mit dem isolierenden Halteelement und den Elektrodendrähten gehalten wird;
    Trocknen des Zements zum Aushärten; und Einsetzen des Thermistorelements, der Elektrodendrähte, des Bindemittels und des isolierenden Halteelements, welche in einem einzelnen Aufbau einer einheitlichen Struktur integriert wurden, in eine Abdeckung.
  • Angesichts des Bindemittelplatzierungsschritts, in welchem ein isolierendes Halteelement um ein Paar von Elektrodendrähte eines Thermistorelements herum platziert wird, dann ein Bindemittel platziert wird, während das Bindemittel in Kontakt mit dem isolierenden Halteelement und den Elektrodendrähten gehalten wird, kann das Bindemittel einfach und effizient zwischen dem isolierenden Halteelement und den Elektrodendrähten eingefüllt werden. Wenn das isolierende Halteelement nicht bereitgestellt ist, ist es schwierig, das Bindemittel auf eine solche Weise zu platzieren, um das Paar von Elektrodendrähten zusammenzufügen. Angesichts dessen ist das isolierende Halteelement um die Elektrodendrähte herum zum Halten des Bindemittels darauf bereitgestellt, um dabei ein einfaches Platzieren des Bindemittels zwischen dem Paar von Elektrodendrähten zu ermöglichen.
  • Dies eliminiert das Auftreten eines Lufteinschlusses, welcher ansonsten zwischen dem Paar von Elektrodendrähten aufgrund eines unzureichenden Entfernens von Luft, wenn das Bindemittel platziert wird, gebildet werden kann. Somit können die Elektrodendrähte fest und verlässlich fixiert werden, mit dem Ergebnis, dass ein Vibrieren des Thermistorelements verhindert wird, auch wenn der Temperatursensor als Ganzes vibriert, wenn er Motorvibrationen, die über ein Abgasrohr übertragen werden, unterworfen ist. Somit werden die Elektrodendrähte gegen Brechen geschützt.
  • Bei dem Herstellungsverfahren wird das Bindemittel, das zwischen dem Paar von Elektrodendrähten platziert wird, getrocknet, um auszuhärten. Bei diesem Trocknungsschritt wird das Bindemittel vollkommen getrocknet und verfestigt sich über den gesamten Bereich von diesem, inklusive einer Oberfläche und inneren Bereichen. Deswegen ist es möglich, ein Auftreten eines Lufteinschlusses speziell an Bereichen, die zwischen dem Paar von Elektrodendrähten definiert sind, zu verhindern. Dies führt zu einem vollständigen Schutz der Elektrodendrähte gegen Brechen.
  • Vorzugsweise wird das Trocknen durch Beibehalten des Bindemittels bei nicht weniger als 150°C für mehr als eine Stunde durchgeführt. Unter solchen Bedingungen kann das Bindemittel, welches derart platziert wurde, um das Thermistorelement, die Elektrodendrähte und das isolierende Halteelement zu integrieren, getrocknet werden und verfestigt mit hoher Effizienz. Bei diesem Beispiel ist die Trocknungstemperatur von nicht weniger als 150°C eine Temperatur, die durch die Messung an dem Thermistorelement erhalten wird. Wenn der Bindemitteltrocknungsschritt bei einer Temperatur von weniger als 150°C oder für eine Zeitdauer von weniger als eine Stunde durchgeführt wird, könnte der innere Bereich des Bindemittels nicht ausreichend getrocknet werden, was es schwierig macht, ein ausreichendes Fixieren des Paars von Elektrodendrähten durchzuführen, was ein Brechen der Elektrodendrähte aufgrund einer Spannungskonzentration ermöglicht.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen der Zeichnungen
  • Bestimmte bevorzugte strukturelle Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert nur anhand von Beispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen zeigen:
  • 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Temperatursensors gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 1;
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines isolierenden Halteelements des Temperatursensors;
  • 4 eine Querschnittsansicht des isolierenden Halteelements, das mit einem darauf gehaltenen primären Füllbindemittel gezeigt ist;
  • 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 1;
  • 6 eine schematische Querschnittsansicht des Temperatursensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 7A eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem ein Thermistorelement und ein Hülsenstift miteinander verbunden werden;
  • 7B eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, bevor das Bindemittel um die Elektrodendrähte des Thermistors herum platziert wird;
  • 7C eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, nachdem das Bindemittel um die Elektrodendrähte herum platziert ist;
  • 7D eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem ein integrierter Aufbau des Thermistors, der Elektrodendrähte, des Bindemittels und des isolierenden Halteelements in eine Abdeckung eingesetzt wird;
  • 7E eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem der integrierte Aufbau des Thermistors, der Elektrodendrähte, des Bindemittels und des isolierenden Halteelements in die Abdeckung eingesetzt wurde;
  • 8 eine unvollständige Querschnittsansicht, die einen Teil eines Temperatursensors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Sockelabschnitten der Elektrodendrähte, die von dem Thermistorelement herausgeführt werden, zeigen;
  • 9 eine quer verlaufende Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 10 eine quer verlaufende Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 11 eine quer verlaufende Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 12 eine quer verlaufende Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 13A eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E1 gemäß Beispiel 1;
  • 13B eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E2 gemäß Beispiel 1;
  • 13C eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E3 gemäß Beispiel 1;
  • 13D eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E4 gemäß Beispiel 1;
  • 13E eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E5 gemäß Beispiel 1;
  • 13F eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E6 gemäß Beispiel 1;
  • 14 eine grafische Darstellung der Ergebnisse einer Stoßprüfung gemäß Beispiel 1;
  • 15 eine Ansicht, die eine Vibrationsrichtung bei der Stoßprüfung gemäß Beispiel 1 darstellt;
  • 16A eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E1 gemäß Beispiel 2;
  • 16B eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E2 gemäß Beispiel 2;
  • 16C eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E7 gemäß Beispiel 2;
  • 16D eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E8 gemäß Beispiel 2;
  • 16E eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E9 gemäß Beispiel 2;
  • 16F eine schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Musters E6 gemäß Beispiel 2;
  • 17 eine grafische Darstellung der Ergebnisse einer Stoßprüfung gemäß Beispiel 2;
  • 18 eine Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines herkömmlichen Temperatursensors; und
  • 19 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen isolierenden Halteelements.
  • Weg(e) zur Ausführung der Erfindung
  • (Ausführungsbeispiel 1)
  • Die Erfindung wird detailliert mit Bezug auf einen Temperatursensor und sein Herstellungsverfahren gemäß einem in 1 bis 7 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie in 1, 2, 6 und 7 gezeigt, umfasst der Temperatursensor 1 ein Thermistorelement 2 mit einem Paar von Elektrodendrähten 21 und 21, einem Hülsenstift 3 mit einem Paar von Signaldrähten 31 und 31, die darin untergebracht sind und entsprechend mit einem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 verbunden sind, wobei ein Endabschnitt der Signaldrähte von dem Hülsenstift 3 zu einem Vorderteil des Temperatursensors 1 freigelegt ist, und einer Abdeckung 4, die an einem Vorderteilabschnitt des Temperatursensors 1 angeordnet ist, um das Thermistorelement 2 abzudecken.
  • Wie in 1, 2, 4, 5 und 7 gezeigt, umfasst der Temperatursensor 1 ebenso ein primäres Füllbindemittel 51, das derart platziert ist, um das Paar von Elektrodendrähten 21, 21 zusammenzufügen und zu fixieren, und ein isolierendes Halteelement 6, das das Bindemittel verankert, um das primäre Füllbindemittel 51 um die Elektrodendrähte 21, 21 herum zu halten.
  • In der nachstehenden Beschreibung wird ein Teil des Bindemittels, welcher durch das isolierende Halteelement 6 um das Paar von Elektrodendrähten 21, 21 herum gehalten wird, als "primäres Füllbindemittel 51" bezeichnet und ein anderer Teil des Bindemittels, welcher in eine Innenseite 40 der Abdeckung 4 gefüllt wird, mit Ausnahme eines Teils, der mit dem primären Füllbindemittel 51 gefüllt ist, wird als „sekundäres Füllbindemittel 52" bezeichnet. Der Ausdruck „Bindemittel 5" wird hierin in übergreifendem Sinn verwendet, um sowohl das primäre Füllbindemittel 51 als auch das sekundäre Füllbindemittel 52 abzudecken. Die Abdeckung 4 ist aus rostfreiem Stahl hergestellt. Wie in 1, 2, 6, 7D und 7E gezeigt, besitzt die Abdeckung 4 eine röhrenartige Form, wobei ein Ende (Vorderteil) durch eine halbkugelförmige Endwand verschlossen ist, und besitzt einen Abschnitt 41 mit einem kleinen Durchmesser, der angeordnet ist, um sich um das Thermistorelement 2 herum zu erstrecken, einen Abschnitt 42 mit einem mittleren Durchmesser, der angeordnet ist, um sich um das Paar von Elektrodendrähten 21, 21 herum zu erstrecken, und einem Abschnitt 43 mit einem großen Durchmesser, der angeordnet ist, um sich um den Hülsenstift 3 herum zu erstrecken. Ein erster Verjüngungsabschnitt 44 und ein zweiter Verjüngungsabschnitt 45 sind entsprechend zwischen dem Abschnitt 41 mit einem kleinen Durchmesser und dem Abschnitt 42 mit einem mittleren Durchmesser und zwischen dem Abschnitt 42 mit einem mittleren Durchmesser und dem Abschnitt 43 mit einem großen Durchmesser geformt.
  • Wie in 1, 2 und 6 gezeigt, besitzt die Abdeckung 4 in dem Abschnitt 43 mit einem großen Durchmesser einen zusammengedrückten Teil 430, welcher um eine äußere Umfangsfläche des Hülsenstifts 3 zusammengedrückt ist. Die Abdeckung 4 ist an dem zusammengedrückten Teil 430 an den Hülsenstift 3 angeschweißt. Die Innenseite 40 der Abdeckung 4 nimmt in sich das isolierende Halteelement 6, das Thermistorelement 3 und das Bindemittel 5 auf, wie in 1, 2, 6, 7D und 7E gezeigt.
  • Das isolierende Halteelement 6, wie in 1, 2 und 4 bis 6 gezeigt, umfasst einen Plattenabschnitt 60, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21 und 21 angeordnet ist, und bedeckt einen Bereich von nicht weniger als 90% eines Raumes, der zwischen dem Paar von Elektroden 21 und 21 definiert ist. Der Raum, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21 und 21 definiert ist, ist ein Raum, der zwischen diesen Teilen der Elektrodendrähte definiert ist, welche sich zwischen Sockeln 210, an denen die Elektrodendrähte 21 von dem Thermistorelement 2 herausgeführt werden, und Verbindungsabschnitten 211, an denen die Elektrodendrähte 21 mit den Signaldrähten 31, 31 verbunden sind, erstrecken.
  • Das isolierende Halteelement 6 ist aus Aluminiumoxid gemacht und besitzt wie in 3 bis 5 gezeigt einen quer verlaufenden Querschnitt (d.h. ein Querschnitt in eine Richtung senkrecht zu der Achse des Temperatursensors 1) einer allgemeinen E-Form und umfasst ein Paar von längs verlaufenden Nutabschnitten 62 und 62, die auf entgegengesetzten Seiten des Plattenabschnitts 60 angeordnet sind, die im Wesentlichen an einem längs verlaufenden zentralen Abschnitt des E-förmigen isolierenden Halteelements 6 lokalisiert sind. Das Paar von Nutabschnitten 62 nimmt darin das Paar von Elektrodendrähten 21, 21 auf. Das isolierende Halteelement 6 hat ein Vorderteil (linkes Ende in 1), welches in engem Kontakt mit einem Sockelende (rechtes Ende in 1) des Thermistorelements 2 ist.
  • Innerhalb der Abdeckung 4 ist das Thermistorelement 2 mit dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 zum Erfassen eines Thermistorsignals verbunden, wie in 1, 2 und 4 bis 7 gezeigt. Die Elektrodendrähte 21 sind zum Beispiel aus Platin gemacht.
  • Wie in 2, 4 bis 6 und 7A gezeigt, sind die Elektrodendrähte 21, 21 in Abständen voneinander parallel angeordnet und werden aus dem Thermistorelement 2 auf eine solche Weise herausgeführt, um sich zu einem Sockelende (rechtes Ende in 2) der Abdeckung 4 entlang der Achse der Abdeckung 4 zu erstrecken.
  • Am Sockelende (das Ende, an dem eine Öffnung 46 bereitgestellt ist) der Abdeckung wird der Hülsenstift 3, welcher als eine Verdrahtung zum Herausführen des Thermistorsignals von den Elektrodendrähten 21, 21 dient, in die Abdeckung 4 von der Öffnung 46 von dieser wie in 1, 2, 6 und 7 gezeigt eingesetzt. Der Hülsenstift 3 umfasst ein Paar von Signaldrähten 31 und 31, die aus Metall wie etwa rostfreiem Stahl hergestellt sind, einen (nicht gezeigten) isolierenden Teil, der aus einem isolierenden Pulver, das aus Magnesiumoxid hergestellt ist, gebildet wird, das um die entsprechenden Signaldrähte 31, 31 angeordnet ist, und eine äußere Röhre 30, die aus einem Metall wie etwa rostfreiem Stahl gemacht ist und einen äußeren Umfang des isolierenden Teils umgibt. Der Hülsenstift 3 besitzt eine kreisförmige zylindrische Form und die äußere Röhre 30 besitzt eine kreisförmige hohle zylindrische Form.
  • Wie in 6 gezeigt, sind die Signaldrähte 31, 31 von dem isolierenden Teil und der äußeren Röhre 30 sowohl an einem Vorderteilabschnitt (linker Abschnitt in 6) als auch einem Hinterteilabschnitt (rechter Abschnitt in 6) freigelegt. Wie in 1, 2, 4, 5 und 7 gezeigt, sind die freigelegten Vorderteilabschnitte der entsprechenden Signaldrähte 31, 31 und die Sockelendabschnitte der entsprechenden Elektrodendrähte 21, 21 des Thermistors 2 zusammengeschweißt, um ein Paar von Verbindungsabschnitten 211 und 211 zu formen. Die Sockelendabschnitte der entsprechenden Signaldrähte 31, 31 sind mit externen (nicht gezeigten) Verbindungsdrähten verbunden.
  • Wie in 6 gezeigt, wird der Hülsenstift 3 durch eine Rippe 12 gehalten. Die Rippe 12 ist aus rostfreiem Stahl hergestellt und besitzt ein Sockelende (rechtes Ende in 6), an welchem eine Schutzröhre 13 angebracht ist, um einen Teil des Hülsenstiftes 3 und den externen Verbindungsdraht abzudecken. Die Schutzröhre 13 wird in ein Gehäuse 14 eingesetzt und an diesem befestigt. Das Gehäuse 14 besitzt eine Befestigungsschraube 141.
  • Der Temperatursensor 1 des vorstehenden Aufbaus wird in einem Abgassystem einer (nicht gezeigten) Brennkraftmaschine durch schraubenartiges Verbinden der Befestigungsschraube 141 an einem Abgasrohr installiert. Bei dieser Anordnung werden Vibrationen des Motors über die Abgasröhre und das Gehäuse 14 auf den Temperatursensor 1 übertragen, mit dem Ergebnis, dass das Thermistorelement 2, das innerhalb des Temperatursensors 1 angeordnet ist, ebenso den von dem Motor übertragenen Vibrationen unterworfen ist.
  • Als nächstes wird ein Verfahren des Herstellens des Temperatursensors 1 des ersten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf 7A bis 7E beschrieben.
  • Wie in 7A bis 7C gezeigt, umfasst das Temperatursensorherstellungsverfahren einen Bindemittelplatzierungsschritt, bei welchem ein isolierendes Halteelement 6 um ein Paar von Elektrodendrähten 21, 21 eines Thermistorelements 2 angeordnet wird und ein primäres Füllbindemittel 51 platziert wird, während das primäre Füllelement 41 in Kontakt mit dem isolierenden Halteelement 6 und den Elektrodendrähten 21, 21 gehalten wird, und einen Bindemitteltrocknungsschritt, bei welchem das primäre Füllbindemittel 51 getrocknet wird und sich verfestigt.
  • Bei dem Bindemittelplatzierungsschritt wird ein zähflüssiges primäres Füllbindemittel 51 durch Zusammenmischen eines MgO-Serien-Bindemittels und Wasser vorbereitet. Unter Verwendung einer geeigneten Vorrichtung wie einem Spender, wird eine vorgegebene Menge des zähflüssigen primären Füllbindemittels 51 um die Elektrodendrähte 21, 21 herum platziert, während das isolierende Halteelement 6 um die Elektrodendrähte 21, 21 angeordnet ist. In diesem Beispiel wird das primäre Füllbindemittel 51 auf eine solche Weise platziert, dass das platzierte primäre Füllbindemittel 51 eine Dicke von nicht mehr als 0,15 mm besitzt, wenn von einer äußeren Umfangsfläche von jedem Elektrodendraht 21 aus gemessen, wie in 4 und 7C gezeigt.
  • Der Bindemitteltrocknungsschritt wird durch Beibehalten des platzierten primären Füllbindemittels 51 bei nicht weniger als 150°C für mehr als eine Stunde durchgeführt. Die Trocknungstemperatur 150°C ist eine Temperatur, die durch die Messung an dem Thermistorelement 2 erhalten wird.
  • Der Bindemitteltrocknungsschritt wird von einem Elementeinsetzschritt gefolgt, bei welchem wie in 7D gezeigt das Thermistorelement 2, das Paar von Elektroden 21, 21, das primäre Füllbindemittel 51 und das isolierende Halteelement 6, die in einen einzelnen Aufbau einer einheitlichen Struktur integriert wurden, in die Innenseite 40 der Abdeckung 4 eingesetzt werden.
  • In dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel wird ein zähflüssiges ungetrocknetes sekundäres Füllbindemittel 52 in die Innenseite 40 der Abdeckung 4 gefüllt, wie in 7D gezeigt und danach wird der einzelne Aufbau, der aus dem Thermistorelement 2, dem Paar von Elektroden 21, 21, dem primären Füllbindemittel 51 und dem isolierenden Halteelement 6 besteht, die durch den Bindemitteltrocknungsschritt integriert wurden, in die Innenseite 40 der Abdeckung 4 von der Öffnung 46 der Abdeckung 4 aus eingesetzt, wie in 7E gezeigt.
  • Durch derartiges Durchführen der vorstehenden Verarbeitungsschritte des erfinderischen Herstellungsverfahrens ist es möglich, das Bindemittel 5 in die Innenseite 40 der Abdeckung 4 gleichmäßig über den gesamten Bereich von diesem zu platzieren oder einzufüllen, ohne einen Lufteinschluss zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 zu bilden.
  • Verschiedene vorteilhafte Effekte, die durch das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erreicht werden, werden nachstehend detailliert beschrieben.
  • Wie in 1 bis 5 gezeigt, umfasst der Temperatursensor 1 in dem ersten Ausführungsbeispiel das primäre Füllbindemittel 51, das derart platziert ist, um das Paar von Elektrodendrähten 21, 21 zusammenzufügen und zu fixieren, und das isolierende Halteelement 6, das das primäre Füllbindemittel 51 verankert. Bei dieser Anordnung ist es möglich, das primäre Füllbindemittel 51 zwischen dem isolierenden Halteelement 6 und den Elektrodendrähten 21, 21 leicht und effizient zu platzieren, während das primäre Füllbindemittel 51 mit dem isolierenden Halteelement 6 und den Elektrodendrähten 21, 21 in Kontakt gehalten wird. Wenn das isolierende Halteelement 6 nicht vorhanden ist, wird es praktisch unmöglich, das primäre Füllbindemittel 51 auf eine solche Weise zu platzieren, um das Paar von Elektrodendrähten 21, 21 zusammenzufügen. Das isolierende Halteelement 6 ist deshalb um die Elektrodendrähte 21, 21 angeordnet, um das primäre Füllbindemittel 51 darauf zu halten. Diese Anordnung stellt sicher, dass das primäre Füllbindemittel 51 einfach zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 platziert werden kann.
  • Durch derartiges Platzieren des primären Füllbindemittels 51 ist es möglich, der Bildung eines Lufteinschlusses (d.h. ein Raum, der nicht mit dem primären Füllbindemittel 51 gefüllt ist, wie in 18 gezeigt und mit Bezugszeichen 99 bezeichnet) vorzubeugen, der ansonsten zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 aufgrund eines unzureichenden Entfernens von Luft, wenn das primäre Füllbindemittel 51 platziert wird, auftreten kann. Somit können die Elektrodendrähte 21, 21 fest und verlässlich fixiert werden, mit dem Ergebnis, dass das Thermistorelement 2 davor bewahrt wird, zu vibrieren, auch wenn der Temperatursensor 1 als Ganzes vibriert, wenn er Motorvibrationen unterworfen ist, die über das Abgasrohr übertragen werden. Somit sind die Elektrodendrähte frei von einem Bruch, der aufgrund einer Spannungskonzentration verursacht wird.
  • Das Temperatursensorherstellungsverfahren in diesem Ausführungsbeispiel umfasst den Bindemitteltrocknungsschritt, bei welchem das primäre Füllbindemittel 51 getrocknet wird, um auszuhärten, wie in 7C gezeigt. Bei diesem Bindemitteltrocknungsschritt wird das primäre Füllbindemittel 51 vollständig getrocknet und verfestigt sich über den gesamten Bereich von diesen, inklusive sowohl Oberflächen als auch inneren Bereichen. Dies eliminiert die Bildung eines Lufteinschlusses, der besonders in einem Bereich auftreten kann, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 definiert ist. Somit sind die Elektrodendrähte 21, 21 im Wesentlichen bruchfrei.
  • Des Weiteren besitzt das isolierende Halteelement 6 einen Plattenabschnitt 60, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 wie in 1, 2 und 4 bis 6 gezeigt angeordnet ist. Diese Anordnung ist besonders effektiv, um die Bildung eines Lufteinschlusses, welcher ansonsten speziell zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21, auftreten kann, zu eliminieren. Zusätzlich, da das isolierende Halteelement 6 einen Bereich von nicht weniger als 90% eines Raumes belegt, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 definiert ist, bietet diese Anordnung eine verbesserte verhindernde Maßnahme gegen die Bildung eines Lufteinschlusses zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21. In diesem Ausführungsbeispiel ist es der Raum, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 definiert ist, als ein Raum definiert, welcher zwischen den Teilen der Elektrodendrähte 21, 21 definiert ist, die sich zwischen den Sockeln 210, an denen die Elektrodendrähte 21, 21 aus dem Thermistorelement 2 herausgeführt werden, und den Verbindungsabschnitten 211, an denen die Elektrodendrähte 211, 211 mit den Signaldrähten 31, 31 verbunden sind, erstrecken . Diesbezüglich ist es offensichtlich, dass der Lufteinschluss höchstwahrscheinlich in diesem Raum auftritt. Dementsprechend kann durch ein derartiges Definieren des Raumes zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 ein Brechen der Elektrodendrähte 21, 21 angemessen vermieden werden.
  • Das isolierende Halteelement 6 ist aus Aluminiumoxid gemacht und besitzt somit eine hervorragende elektrische Isolierung, welche ausreichend ist, um einen Kurzschluss zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 zu verhindern. Des Weiteren, da das isolierende Halteelement 6 ebenso gute thermische Leitfähigkeit bietet, besitzt der Temperatursensor 1, der solch ein isolierendes Halteelement 6 beinhaltet, ein hervorragendes Ansprechverhalten.
  • Zusätzlich, da das primäre Füllbindemittel 51 eine Dicke von nicht mehr als 0,15 mm besitzt, wenn von einer äußeren Umfangsfläche von jedem Elektrodendraht 21 aus gemessen, kann das primäre Füllbindemittel 51 vollständig darauf getrocknet werden, sogar in seinen inneren Bereichen.
  • Des Weiteren, angesichts des Bindemitteltrocknungsschritts, welcher bei nicht weniger als 150°C für nicht weniger als eine Stunde durchgeführt wird, kann das primäre Füllbindemittel 51, das zum Zweck des Integrierens des Thermistorelements 2, der Elektrodendrähte 21, 21 und des isolierenden Halteelements 6 als Vorbereitung für den Elementeinsatzschritt platziert wurde, vollständig verfestigt werden.
  • Aus der folgenden Beschreibung wird anerkannt, dass der Temperatursensor 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dazu in der Lage ist, die Elektrodendrähte 21, 21 gegen Brechen zu schützen.
  • (Ausführungsbeispiel 2)
  • 8 zeigt einen Temperatursensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Temperatursensor 1 unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels nur dadurch, dass es einen Raum G gibt, der zwischen dem isolierenden Halteelement 6 und dem Thermistorelement 2 definiert ist, wobei der Raum nicht größer als 0,1 mm ist. Durch derartiges Einstellen des Zwischenraumes zwischen dem isolierenden Halteelement 6 und dem Thermistorelement 2 ist es möglich, ein Auftreten einer Spannungskonzentration an den Sockelabschnitten 210 der Elektrodendrähte 21, 21, die von dem Thermistorelement herausgeführt werden, zu verhindern. Somit findet ein Brechen der Elektrodendrähte 21, 21 nicht statt. Andere Teile des Temperatursensors 1 in diesem Ausführungsbeispiel sind die gleichen, wie die, die vorstehend mit Bezug auf das in 1 bis 7 gezeigte erste Ausführungsbeispiel beschreiben sind.
  • Der Raum G zwischen dem isolierenden Halteelement 6 und dem Thermistorelement 2 ist nicht größer als 0,1 mm. Durch derartiges Steuern der maximalen Grenze des Raums G ist es möglich, ein Auftreten einer Spannungskonzentration an den Sockeln 210 der Elektrodendrähte 21, 21, an denen die Elektrodendrähte 21, 21 aus dem Thermistorelement 2 herausgeführt werden, im Wesentlichen zu eliminieren. Dies bietet für die Elektrodendrähte 21, 21 eine effektive verhindernde Maßnahme gegen ein Brechen. Der Temperatursensor 1 des zweiten Ausführungsbeispiels kann ebenso verschiedene andere vorteilhafte Effekte erreichen, die vorstehend mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurden.
  • (Ausführungsbeispiel 3)
  • 9 zeigt einen Temperatursensor 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Temperatursensor 1 unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass das isolierende Halteelement 6 lediglich durch einen einzelnen flachen Plattenabschnitt 60 gebildet wird. Der Plattenabschnitt 60 (der das isolierende Halteelement 6 bildet) ist in Kontakt sowohl mit dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 als auch mit dem Paar von Signaldrähten 31, 31 und besitzt eine Dicke, welche 1,16 bis 1,5 mal größer ist als der Durchmesser der Elektrodendrähte 21, 21. Das Paar von Elektrodendrähten 21, 21 ist durch das primäre Füllbindemittel 51 abgedeckt. Andere Teile des Temperatursensors 1 in diesem Ausführungsbeispiel sind die gleichen wie die, die vorstehend mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben sind.
  • Angesichts dessen, dass die Dicke 1,16 bis 1,5 mal größer eingestellt ist als der Durchmesser des Elektrodendrahtes 21, 21, ermöglicht der Plattenabschnitt 60 (der allein das isolierende Halteelement 6 bildet) ein leichtes Platzieren des primären Füllbindemittels 51 zwischen dem Paar von Elektroden 21, 21, was zu einem ausreichenden Schutz der Elektrodendrähte 21, 21 gegen Brechen führt. Der Temperatursensor 1 des dritten Ausführungsbeispiels kann ebenso verschiedene andere vorteilhafte Effekte erreichen, die vorstehend mit Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurden.
  • (Ausführungsbeispiel 4)
  • 4 zeigt einen Temperatursensor 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welcher ein isolierendes Halteelement 6 mit einem quer verlaufenden Querschnitt einer H-Form umfasst. Das H-förmige isolierende Halteelement 6 hat einen zentralen Plattenabschnitt 60 und zwei Seitenplattenabschnitte 61, 61, die mit dem zentralen Plattenabschnitt 60 verbunden sind. Das Paar von Elektrodendrähten 21, 21 und das Paar von Signaldrähten 31, 31 sind zwischen den Seitenplattenabschnitten 61, 61 auf eine solche Weise angeordnet, um den zentralen Plattenabschnitt 60 zu umfassen. Mit Ausnahme des vorstehend Beschriebenen, besitzt der Temperatursensor 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel die gleiche Struktur und Funktion wie der des ersten Ausführungsbeispiels.
  • (Ausführungsbeispiel 5)
  • 11 zeigt einen Temperatursensor 1 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welcher ein isolierendes Halteelement 6 mit einem T-förmigen quer verlaufenden Querschnitt aufweist. Das T-förmige isolierende Halteelement 6 hat einen einzelnen Plattenabschnitt 60 (entsprechend einem Schaft eines T) und einen einzelnen Seitenplattenabschnitt 61 (entsprechend einer Kante eines T). Das Paar von Signaldrähten 31, 31 ist in Kontakt mit dem Plattenabschnitt 60 und dem Seitenplattenabschnitt 61. Das Paar von Elektrodendrähten 21, 21 ist entsprechend in Kontakt mit dem Paar von Signaldrähten 31, 31 und ebenso mit dem Plattenabschnitt 60. Mit Ausnahme des Vorstehenden, ist der Temperatursensor 1 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel strukturell und funktionell der gleiche, wie der des ersten Ausführungsbeispiels.
  • (Ausführungsbeispiel 6)
  • 12 zeigt einen Temperatursensor 1 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welcher ein isolierendes Halteelement 6 umfasst, das auf einer Seite des Paares der Elektrodendrähte 21, 21 in entgegengesetzter Beziehung zu entsprechenden Seitenflächen der Elektrodendrähte 21, 21 angeordnet ist. Genauer, wie in dieser Figur gezeigt, besteht das isolierende Halteelement 6 aus einer einzelnen flachen Platte, die parallel zu einer gemeinsamen Ebene, die die zentralen Achsen der entsprechenden Elektrodendrähte 21, 21 enthält, angeordnet ist. Die Signaldrähte 31, 31 sind in Kontakt mit dem einzelnen plattenartigen isolierenden Halteelement 6 auf einer Seite von dieser. Auf der entgegengesetzten Seite des isolierenden Halteelements 6 sind die Signaldrähte 31, 31 in Kontakt mit den Elektrodendrähten 21, 21. Mit dieser Anordnung ist es einfach möglich, dass das primäre Füllbindemittel 51 zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21, 21 mit hoher Effizienz platziert wird. Mit Ausnahme des Vorstehenden, ist der Temperatursensor 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel strukturell und funktionell der gleiche, wie der des ersten Ausführungsbeispiels.
  • (Experimentelles Beispiel 1)
  • Unter Verwendung verschiedener Muster der in 13A bis 13F gezeigten Temperatursensoren wurden Stoßprüfungen durchgeführt, um die Beziehung zwischen einem Betrag einer Zugspannung, die auf die Elektrodendrähte 21 wirkt, und der Anzahl von Temperatursensoren, bei denen ein Bruchfehler auftrat, zu bestimmen, wie in 14 gezeigt.
  • Die im experimentellen Beispiel 1 verwendeten Mustertemperatursensoren unterscheiden sich untereinander bezüglich Bereichen, in denen das Bindemittel 5 zu platzieren ist. Zum Beispiel zeigt 13A einen Temperatursensor, der als Muster E1 verwendet wird und ein Bindemittel 5 enthält, welches in die Innenseite 40 einer Abdeckung 4 über den gesamten Bereich davon eingefüllt wird, mit Ausnahme eines Bereichs, der sich zwischen Sockeln 210 der Elektrodendrähte 21, die von einem Thermistorelement 2 herausgeführt werden, und Verbindungsabschnitten 211 zwischen den Elektrodendrähten 21 und den Signaldrähten 31 erstreckt. Ähnlich zeigt 13B einen Temperatursensor, der als Muster E2 verwendet wird und ein Bindemittel 5 enthält, welches in die Innenseite 40 einer Abdeckung 4 über einen ersten Bereich, der sich zwischen der Innenfläche eines Vorderteilabschnitts der Abdeckung 4 und einer Vorderteilfläche des Thermistorelements 2 erstreckt, und einen zweiten Bereich, der sich zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21 erstreckt, eingefüllt wird.
  • 13C zeigt einen Temperatursensor, der als Muster E3 verwendet wird und ein Bindemittel 5 enthält, welches in die Innenseite 40 einer Abdeckung 4 über den gesamten Bereich von diesem eingefüllt wird, mit Ausnahme eines Bereichs, der sich zwischen Sockeln 210 der Elektrodendrähte 21, die von einem Thermistorelement 2 herausgeführt werden, und Verbindungsabschnitten 211 zwischen den Elektrodendrähten 21 und Signaldrähten 31 erstreckt. Ähnlich zeigt 13D einen Temperatursensor, der als Muster E4 verwendet wird und ein Bindemittel 5 enthält, welches in die Innenseite 40 einer Abdeckung 4 über einen ersten Bereich, der vor einem Thermistorelement 2 gelegen ist, und einem zweiten Bereich, der sich hinter den Verbindungsabschnitten 211 zwischen den Elektrodendrähten 21 und den Signaldrähten 31 erstreckt, eingefüllt wird.
  • 13E zeigt einen Temperatursensor, der als Muster E5 verwendet wird und ein Bindemittel 5 enthält, welches in die Innenseite 40 einer Abdeckung 4 über einen Bereich eingefüllt wird, der sich hinter Verbindungsabschnitten 211 zwischen den Elektrodendrähten 21 und den Signaldrähten 31 erstreckt. Ähnlich zeigt 13F einen Temperatursensor, der als Muster E6 verwendet wird, bei dem in die Innenseite 40 einer Abdeckung 4 kein Bindemittel eingefüllt ist.
  • Die Stoßprüfungen wurden durchgeführt durch Aufbringen einer Stoßbeschleunigung von 100 G auf die entsprechenden Mustertemperatursensoren, während die Mustertemperatursensoren an ihrem hinteren Ende gehalten wurden. Die 100G-Beschleunigung wurde in eine Y-Richtung (15) angewendet, welche eine Richtung senkrecht zu einer gemeinsamen Ebene ist, die die Achsen der Elektrodendrähte 21 enthält. Die Ergebnisse der Stoßprüfungen sind in 14 gezeigt. In 14 stellen die Nenner der in Klammern gezeigten Brüche die Anzahl von in der Stoßprüfung verwendeten Testmustern dar und die Zähler der Brüche stellen die Anzahl von Testmustern dar, bei denen an den Elektrodendrähten 21 in der Stoßprüfung ein Bruch auftrat.
  • Aus 14 wird deutlich, dass für Muster E1 und E2 die Zugspannung, die auf die Elektrodendrähte 21 wirkt, relativ klein ist, wie etwa nicht mehr als 5 MPa, und kein Auftreten eines Brechens der Elektrodendrähte 21 in der Stoßprüfung beobachtet wird. Im Gegensatz dazu ist für Muster E3 bis E6 die Zugspannung, die auf die Elektrodendrähte 21 wirkt, relativ groß, wie etwa über 5 MPa, und ein Brechen der Elektrodendrähte 21 wird in der Stoßprüfung für zumindest einen Teil der getesteten Muster beobachtet.
  • Eine vergleichende Studie über Muster E2 und E3 mit Bezug auf 13B, 13C und 14 zeigt deutlich, dass es vom Standpunkt des Schutzes der Elektrodendrähte 21 gegen Brechen wichtiger ist, das primäre Füllbindemittel 51 zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21 zu platzieren, als das Bindemittel 5 in irgendeinem anderen Bereich auf der Innenseite 40 der Abdeckung 4 zu platzieren.
  • (Experimentelles Beispiel 2)
  • Wie in 16 und 17 gezeigt, wurde unter Verwendung verschiedener Mustertemperatursensoren mit unterschiedlichen Bereichen, die mit Bindemittel 5 zu füllen sind, eine Stoßprüfung durchgeführt, um eine Spannung, die auf die Elektrodendrähte 21 in jeder von einer Y-Richtung und einer X-Richtung wirkt, zu bestimmen, während die Mustertemperatursensoren Vibrationen unterworfen wurden, die in Y- und X-Richtungen aufgebracht wurden. Die Anzahl von Mustertemperatursensoren, bei welchen an den Elektrodendrähten 21 in der Stoßprüfung ein Bruch auftrat, wurde ebenso bestimmt. In einem in 17 gezeigten Graphen stellt die X-Richtung eine Richtung parallel zu der Ebene dar, die die Achsen der Elektrodendrähte 21 enthält, wie in 15 gezeigt, und die Y-Richtung stellt eine Richtung senkrecht zu der X-Richtung dar, wie in 15 gezeigt. In 17 stellen die Nenner der in Klammern gezeigten Brüche die Anzahl der in der Stoßprüfung verwendeten Muster dar und die Zähler der Brüche stellen die Anzahl von Testmuster dar, bei denen während der Stoßprüfung an den Elektrodendrähten 21 ein Bruch auftrat.
  • Mit Bezug auf jede der Y- und X-Richtungen, wie in 9 gezeigt, stellt ein Balken auf der linken Seite eine prinzipielle Spannung dar, die auf Sockel 210 der Elektrodendrähte 21, die von dem Thermistorelement 2 herausgeführt werden, wirkt, und ein Balken auf der rechten Seite stellt eine prinzipielle Spannung dar, die auf Verbindungsabschnitte 211 zwischen den Elektrodendrähten 21 und Signaldrähten 31 wirkt.
  • Manche Mustertemperatursensoren, die in dem experimentellen Beispiel 2 verwendet werden, sind in ihrem Aufbau identisch zu denen, die in dem experimentellen Beispiel 1 verwendet wurden, und somit werden die Mustertemperatursensoren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie etwa Muster E1, E2 und E6, wie in 16A, 16B und 16F gezeigt. Andere Mustertemperatursensoren, die als Muster E7, E8 und E9 zur ausschließlichen Verwendung im experimentellen Beispiel 2 vorbereitet wurden, sind in 16C, 16D und 16E gezeigt. Der Mustertemperatursensor (Muster E7), wie in 16C gezeigt, umfasst ein primäres Füllbindemittel 5, welches zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21 auf die gleiche Weise wie bei dem Muster E2 (16B) platziert wird, mit der Ausnahme, dass ein von Bindemittel freier Raum mit 0,8 mm Dicke in der Umgebung der Sockel 210 der Elektrodendrähte 21 gebildet wird. Ähnlich umfasst der Temperatursensor (Muster E8) wie in 16D gezeigt, ein primäres Füllbindemittel 5, welches um das Paar von Elektrodendrähten 21 herum platziert ist. Der Temperatursensor (Muster E9) wie in 16E gezeigt, umfasst ein primäres Füllbindemittel 5, welches zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21 auf die gleiche Weise wie in Muster E8 (16D) platziert ist, mit der Ausnahme, dass ein von Bindemittel freier Raum mit 0,8 mm Dicke in der Umgebung der Sockel 210 der Elektrodendrähte 21 gebildet wird.
  • Die Ergebnisse der Stoßprüfungen sind in 17 gezeigt. Aus 17 wird deutlich, dass für Muster E1, E2, E7 und E8 die Zugspannung, die auf die Elektrodendrähte 21 wirkt, sowohl in der X- als auch in der Y-Richtung relativ klein ist und in der Stoßprüfung kein Brechen der Elektrodendrähte 21 beobachtet wird. Im Gegensatz dazu, ist für Muster E6 und E9, die Zugbelastung, die auf die Elektrodendrähte 21 wirkt, sowohl in der X- als auch der Y-Richtung relativ groß und in den Stoßprüfungen wird ein Brechen der Elektrodendrähte 21 beobachtet.
  • Eine vergleichende Studie über Muster E2 und E7 und ebenso über Muster E8 und Muster E9 mit Bezug auf 16 und 17 zeigt deutlich, dass das primäre Füllbindemittel 51, das auf eine Weise platziert wird, um die Sockel 210 der Elektrodendrähte 21, die von dem Thermistorelement 2 herausgeführt werden, voll abzudecken oder zu umgeben, eine beträchtliche Reduzierung der Spannung, die auf die Elektrodendrähte 21 wirkt, bereitstellt.
  • Des Weiteren zeigt eine für vergleichende Zwecke vorgenommene Studie über Muster E7 und Muster E8 mit Bezug auf 16C, 16D und 17, dass der Effekt, um die Spannung zu reduzieren, die auf die Elektrodendrähte 21 wirkt, im Fall von Muster E8 größer ist, bei dem das primäre Füllbindemittel 51 zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21 platziert ist, ohne eine Lücke oder einen Raum an den Sockeln 210 der Elektrodendrähte 21 zu bilden, die von dem Thermistorelement 2 herausgeführt werden, als in dem Fall von Muster E7, bei dem das sekundäre Füllbindemittel 52 in einem Vorderabschnitt der Innenseite 40 der Abdeckung 4 platziert ist, wobei das primäre Füllbindemittel 51 zwischen dem Paar von Elektrodendrähten 21 platziert ist, wobei eine Lücke oder ein Raum in der Umgebung der Sockel 210 der Elektrodendrähte 21 geformt wird.
  • Ein Temperatursensor umfasst ein Thermistorelement (2) mit einem Paar von Elektrodendrähten (21, 21), einen Hülsenstift (3) mit einem Paar von Signaldrähten (31, 31), die darin ungebracht sind und entsprechend mit dem Paar von Elektrodendrähten verbunden sind, wobei ein Endabschnitt der Signaldrähte von dem Hülsenstift zu einem Vorderteil des Temperatursensors freigelegt ist, eine Abdeckung (4), die an einem Vorderteilabschnitt des Temperatursensors angeordnet ist, um das Thermistorelement abzudecken, ein Bindemittel (5), das derart platziert ist, um das Paar von Elektrodendrähten zusammenzufügen und zu fixieren, und ein isolierendes Halteelement (6), das das Bindemittel verankert, um das Bindemittel um die Elektrodendrähte herum zu halten. Ein Verfahren zum Herstellen des Temperatursensors ist ebenso offenbart.

Claims (11)

  1. Temperatursensor, mit: einem Thermistorelement (2) mit einem Paar von Elektrodendrähten (21, 21); einem Hülsenstift (3) mit einem Paar von Signaldrähten (31, 31), die darin untergebracht sind und mit dem Paar von Elektrodendrähten entsprechend verbunden sind, wobei ein Endabschnitt der Signaldrähte von dem Hülsenstift zu einem Vorderteil des Temperatursensors freigelegt ist; einer Abdeckung (4), die an einem Vorderteilabschnitt des Temperatursensors angeordnet ist, um das Thermistorelement abzudecken; einem Bindemittel (5), das derart platziert ist, um das Paar von Elektrodendrähte zusammenzufügen und zu fixieren; und einem isolierenden Halteelement (6), das das Bindemittel verankert, um das Bindemittel um die Elektrodendrähte herum zu halten.
  2. Temperatursensor gemäß Anspruch 1, wobei das isolierende Halteelement (6) einen Plattenabschnitt (60) besitzt, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten (21, 21) angeordnet ist.
  3. Temperatursensor gemäß Anspruch 2, wobei der Plattenabschnitt (60) einen Bereich von nicht weniger als 90% eines Raumes belegt, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten (21, 21) definiert ist.
  4. Temperatursensor gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Raum, der zwischen dem Paar von Elektrodendrähten (21, 21) definiert ist, ein Raum ist, der zwischen diesen Teilen der Elektrodendrähte, welche sich zwischen Sockeln (210), an denen die Elektrodendrähte aus dem Thermistorelement (2) herausgeführt werden, und Verbindungsabschnitten (211), an denen die Elektrodendrähte mit den Signaldrähten (31, 31) verbunden sind, definiert ist.
  5. Temperatursensor gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Plattenabschnitt (60) des isolierenden Halteelements (6) eine Dicke besitzt, welche 1,16 bis 1,5 mal größer ist als der Durchmesser der Elektrodendrähte (21, 21).
  6. Temperatursensor gemäß Anspruch 1, wobei das isolierende Halteelement (6) auf einer Seite des Paares von Elektrodendrähten (21, 21) in entgegengesetzter Beziehung zu entsprechenden Seitenflächen der Elektrodendrähte angeordnet ist.
  7. Temperatursensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Raum, der zwischen dem isolierenden Halteelement (6) und dem Thermistorelement (2) definiert ist, nicht mehr als 0,1 mm ist.
  8. Temperatursensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das isolierende Halteelement (6) aus Aluminiumoxid gemacht ist.
  9. Temperatursensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Bindemittel (5) derart platziert ist, um eine Dicke von nicht mehr als 0,15 mm zu besitzen, wenn von einer äußeren Fläche von jedem Elektrodendraht (21) aus gemessen.
  10. Verfahren des Herstellens eines Temperatursensors mit einem Thermistorelement (2) mit einem Paar von Elektrodendrähten (21, 21), einem Hülsenstift (3) mit einem Paar von Signaldrähten (31, 31), die darin untergebracht sind und mit dem Paar von Elektrodendrähten entsprechend verbunden sind, wobei ein Endabschnitt der Signaldrähte von dem Hülsenstift zu einem Vorderteil des Temperatursensors freigelegt ist, einer Abdeckung (4), die an einem Vorderteilabschnitt des Temperatursensors angeordnet ist, um das Thermistorelement abzudecken, einem Bindemittel (5), das derart platziert wird, um das Paar von Elektrodendrähten zusammenzufügen, und einem isolierenden Halteelement (6) zum Halten des Bindemittels um die Elektrodendrähte herum, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Platzieren eines isolierenden Halteelements (6) um ein Paar von Elektrodendrähten (21, 21) eines Thermistorelements (2), dann Platzieren eines Bindemittels (5), während das Bindemittel in Kontakt mit dem isolierenden Halteelement und den Elektrodendrähten gehalten wird; Trocknen des Bindemittels, um auszuhärten; und Einsetzen des Thermistorelements, der Elektrodendrähte, des Bindemittels, und des isolierenden Halteelements, welche in einen einzelnen Aufbau einer einheitlichen Struktur integriert wurden, in eine Abdeckung (4).
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei das Trocknen durch Beibehalten des Bindemittels bei nicht weniger als 150°C für mehr als eine Stunde durchgeführt wird.
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