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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Temperatursensor, der
ein Thermistorelement bzw. ein wärmeabhängiges Widerstandselement
verwendet, und ein Verfahren des Herstellens eines solchen Temperatursensors.
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Stand der
Technik
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Darstellung
der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Kurze Beschreibung der
Abbildungen der Zeichnungen
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Bestimmte
bevorzugte strukturelle Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert nur anhand
von Beispielen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben,
in welchen zeigen:
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1 eine
schematische Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines Temperatursensors
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines isolierenden Halteelements des Temperatursensors;
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4 eine
Querschnittsansicht des isolierenden Halteelements, das mit einem
darauf gehaltenen primären
Füllbindemittel
gezeigt ist;
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5 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 1;
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6 eine
schematische Querschnittsansicht des Temperatursensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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7A eine
Ansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem ein Thermistorelement
und ein Hülsenstift
miteinander verbunden werden;
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7B eine
Ansicht, die einen Zustand darstellt, bevor das Bindemittel um die
Elektrodendrähte des
Thermistors herum platziert wird;
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7C eine
Ansicht, die einen Zustand darstellt, nachdem das Bindemittel um
die Elektrodendrähte
herum platziert ist;
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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;
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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;
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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;
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9 eine
quer verlaufende Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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10 eine
quer verlaufende Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einem
vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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11 eine
quer verlaufende Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einem
fünften
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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12 eine
quer verlaufende Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einem sechsten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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13A eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E1 gemäß Beispiel 1;
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13B eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E2 gemäß Beispiel 1;
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13C eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E3 gemäß Beispiel 1;
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13D eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E4 gemäß Beispiel 1;
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13E eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E5 gemäß Beispiel 1;
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13F eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E6 gemäß Beispiel 1;
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14 eine
grafische Darstellung der Ergebnisse einer Stoßprüfung gemäß Beispiel 1;
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15 eine
Ansicht, die eine Vibrationsrichtung bei der Stoßprüfung gemäß Beispiel 1 darstellt;
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16A eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E1 gemäß Beispiel 2;
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16B eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E2 gemäß Beispiel 2;
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16C eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E7 gemäß Beispiel 2;
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16D eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E8 gemäß Beispiel 2;
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16E eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E9 gemäß Beispiel 2;
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16F eine schematische Querschnittsansicht eines
Vorderabschnitts eines Musters E6 gemäß Beispiel 2;
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17 eine
grafische Darstellung der Ergebnisse einer Stoßprüfung gemäß Beispiel 2;
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18 eine
Querschnittsansicht eines Vorderabschnitts eines herkömmlichen
Temperatursensors; und
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19 eine
perspektivische Ansicht eines herkömmlichen isolierenden Halteelements.
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Weg(e) zur Ausführung der
Erfindung
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(Ausführungsbeispiel 1)
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Die
Erfindung wird detailliert mit Bezug auf einen Temperatursensor
und sein Herstellungsverfahren gemäß einem in 1 bis 7 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Als
nächstes
wird ein Verfahren des Herstellens des Temperatursensors 1 des
ersten Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf 7A bis 7E beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Verschiedene
vorteilhafte Effekte, die durch das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung erreicht werden, werden nachstehend detailliert beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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(Ausführungsbeispiel 2)
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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.
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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.
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(Ausführungsbeispiel 3)
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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.
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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.
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(Ausführungsbeispiel 4)
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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.
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(Ausführungsbeispiel 5)
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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.
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(Ausführungsbeispiel 6)
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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.
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(Experimentelles Beispiel
1)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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(Experimentelles Beispiel
2)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.