DE102010055204A1

DE102010055204A1 - Sensor mit einem Sensorelement und Verfahren zur Herstellung eines Sensors

Info

Publication number: DE102010055204A1
Application number: DE201010055204
Authority: DE
Inventors: Lubomir Drda; Lucia Konecna
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-06-21

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor (1) mit einem Sensorelement (2), einem Gehäuse (3), mindestens einem elektrisch leitenden Anschlusselement (4) und einem Dichtungselement (5), wobei das Sensorelement (2) mit dem Anschlusselement (4) elektrisch verbunden ist und das Anschlusselement (4) zumindest teilweise von dem Gehäuse (3) umschlossen ist, wobei ein Dichtungselement (5) das Anschlusselement (4) in einem Dichtungsabschnitt (8) umgibt und das Dichtungselement (5) zwischen dem Gehäuse (3) und dem Anschlusselement (4) ausgebildet ist. Um einen Sensor anzugeben, der kostengünstig hergestellt werden kann, aber dennoch über viele Jahre seine abdichtenden Eigenschaften beibehält, besteht das Dichtungselement (5) aus einem Schmelzklebstoff.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einem Sensorelement, einem Gehäuse, mindestens einem elektrisch leitenden Anschlusselement und einem Dichtungselement, wobei das Sensorelement mit dem Anschlusselement elektrisch verbunden ist und das Anschlusselement zumindest teilweise von dem Gehäuse umschlossen ist, wobei ein Dichtungselement das Anschlusselement in einem Dichtungsabschnitt umgibt und das Dichtungselement zwischen dem Gehäuse und dem Anschlusselement ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors.
Sensoren, zum Beispiel für die Automobilindustrie, unterliegen enormen thermischen, mechanischen und chemischen Beanspruchungen. Diese Sensoren müssen über eine sehr lange Lebensdauer eines Kraftfahrzeuges hohen Temperaturschwankungen standhalten, und sind zum Beispiel aggressivem Spritzwasser, heißem Öl oder mit Schadstoffen angereicherten Abgasen ausgesetzt. Darüber hinaus werden diese Sensoren mechanisch stark beansprucht, da es im Automobil zu starken Erschütterungen, zum Beispiel durch Schlaglöcher auf den Straßen, kommen kann. Dennoch müssen die in hohen Stückzahlen in der Automobilindustrie benötigten Sensoren kostengünstig herstellbar sein.
Bei Sensoren, die zum Beispiel in einem geschlossenen Kühlkreislauf eingesetzt werden, kommt es immer wieder zu Abdichtungsproblemen, die sich insbesondere an der Verbindungsstelle zwischen den Anschlusselementen und dem Gehäuse des Sensors zeigen. Über die Jahre kann genau diese Verbindungsstelle zwischen dem Anschlusselement und dem Gehäuse des Sensors undicht werden, wodurch zum Beispiel Kühlwasser austreten kann, oder Motoröl in einen Öltemperatursensor eindringen kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sensor anzugeben, der kostengünstig hergestellt werden kann, aber dennoch über viele Jahre seine abdichtenden Eigenschaften beibehält.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass das Dichtungselement aus einem Schmelzklebstoff besteht, wird zum einen eine hohe Anhaftung an dem Anschlusselement und dem Gehäuse erreicht, und zum anderen bewirkt eine Temperaturerhöhung am Sensor, dass sich der Schmelzklebstoff stärker ausdehnt als das Gehäuse. Bei jeder Temperaturerhöhung am Gehäuse presst sich der Schmelzklebstoff in die eventuell entstandenen Mikrorisse und Kavitäten im Gehäuse oder im Anschlusselement. Zudem ist der Schmelzklebstoff sehr flexibel, wodurch es möglich ist, dass der Schmelzklebstoff selbst kleinste Mikrorisse und Kavitäten im Gehäuse oder im Anschlusselement ausfüllt.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass Schmelzklebstoff Macromelt OM 679 ist. Dieses Material eignet sich besonders gut, um kleinste Mikrorisse und Kavitäten im Gehäuse oder im Anschlusselement auszufüllen.
Wenn der Sensor als Temperatursensor ausgebildet ist, können die Temperaturänderungen, die von dem Sensor erfasst werden gleichzeitig ausgenutzt werden, um das Gehäuse im Bereich des Anschlusselementes mit dem Dichtelement zuverlässig abzudichten, da der thermische Ausdehnungskoeffizient des Dichtelementes aus Schmelzkleber deutlich über dem des Gehäuses liegt.
Die Aufgabe wird zudem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Wenn zunächst das Anschlusselement mit einem Dichtungselement aus Schmelzklebstoff in einem Dichtungsabschnitt umgeben wird, woraufhin das Anschlusselement in eine Spritzgießform eingelegt wird und das Gehäuse an das Anschlusselement angespritzt wird, so dass der Dichtungsabschnitt und damit auch das Dichtungselement vollständig vom Gehäuse umschlossen werden, wird ein besonders langzeitstabiles Dichtverhalten des Sensors erzielt.
Wenn zudem das Gehäuse in einem Hochdruckspritzgießverfahren an das Anschlusselement angespritzt wird, ergibt sich ein besonders robuster Sensor.
In den nachfolgenden Darstellungen wird die Erfindung näher erläutert. Diese zeigen in:
1 ein Anschlusselement,
2 den Sensor mit einem Sensorelement,
3 eine schematische Darstellung des Anschlusselementes,
4 das an das Anschlusselement angespritzte Gehäuse.
1 zeigt ein Anschlusselement 4. Dieses Anschlusselement 4 ist aus Metall gebildet, und es weist zwei Steckpins 6 auf. In einem Dichtungsabschnitt 8 des Anschlusselementes 4 ist ein Dichtungselement 5 zu erkennen. Dieses Dichtungselement 5 umschließt das Anschlusselement 4 im Dichtungsabschnitt 8 vollständig. Zudem ist ein Verbindungsglied 7 am Anschlusselement 4 zu erkennen. Dieses Verbindungsglied 7 kann in der weiteren Fertigung des Sensors 1 vom Anschlusselement 4 entfernt werden, um zwei voneinander elektrisch isolierte Anschlusselemente 4 mit jeweils einem Steckpin 6 zu schaffen.
2 zeigt den Sensor 1 mit einem Sensorelement 2. Der Sensor 1 ist hier beispielhaft als Temperatursensor ausgebildet. Das Sensorelement 2 ist mit den Anschlusselementen 4 elektrisch verbunden. Diese elektrische Verbindung zwischen dem Anschlusselement 4 und dem Sensorelement 2 kann zum Beispiel durch löten, schweißen oder kleben geschaffen werden. Die Anschlusselemente 4 weisen Steckpins 6 auf. In einem Dichtungsabschnitt 8 sind die Anschlusselemente 4 von dem Dichtungselement 5 vollständig umschlossen. Das Dichtungselement 5 besteht aus einem Schmelzklebstoff. Dies kann ein thermoplastischer Schmelzklebstoff auf der Basis von Polyamiden sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das Dichtungselement 5 aus Macromelt OM 679.
Weiterhin ist in 2 zu erkennen, dass das Gehäuse 3 das Dichtungselement 5 vollständig umschließt. Bei dem Gehäuse 3 handelt es sich um ein angespritztes Gehäuse, das aus einem Plastikmaterial besteht. Der Schmelzklebstoff des Dichtungselementes 5 kann sich mit jeder Erwärmung des Sensors 1 so ausdehnen, dass auch die feinsten Kavitäten im Dichtungsabschnitt 8 fest verschlossen werden. Insbesondere die Übergänge zwischen dem Anschlusselement 4 und dem Gehäuse 3 im Dichtungsabschnitt 8 werden hervorragend vom Schmelzklebstoff abgedichtet. Der Schmelzklebstoff des Dichtungselementes 5 haftet sehr gut an den Anschlusselementen 4 an, und ebenso gut am Plastikmaterial des Gehäuses 3. Für das Gehäuse kann zum Beispiel das Plastikmaterial PA66 GF30% verwendet werden.
3 zeigt in einer schematischen Darstellung das Anschlusselement 4 mit dem darum angeordneten Dichtungselement 5 aus Schmelzklebstoff. Das Dichtungselement 5 ist in einem Dichtungsabschnitt 8 um das Anschlusselement 4 angeordnet. Zu erkennen ist, dass das Dichtungselement 5 das Anschlusselement 4 vollständig umschließt und adhäsiv an ihm haftet.
In 4 ist der aus 3 bekannte Aufbau zu erkennen, wobei das an das Anschlusselement 4 angespritzte Gehäuse 3 dargestellt ist. Das Gehäuse 3 umgibt das Dichtungselement 5 im Dichtungsabschnitt vollständig. Die Übergänge vom Anschlusselement 4 zum Dichtungselement 5 aus Schmelzkleber und vom Dichtungselement 5 zum Gehäuse 3 haben sich als extrem dicht erwiesen, wobei die Dichtigkeit über einen extrem langen Zeitraum erhalten bleibt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich das Dichtungselement 5 aus Schmelzklebstoff immer wieder so bei einer Temperaturerhöhung ausdehnt, dass entstandene Mikrokavitäten zuverlässig verfüllt und damit abgedichtet werden.

Claims

Sensor (1) mit einem Sensorelement (2), einem Gehäuse (3), mindestens einem elektrisch leitenden Anschlusselement (4) und einem Dichtungselement (5), wobei das Sensorelement (2) mit dem Anschlusselement (4) elektrisch verbunden ist und das Anschlusselement (4) zumindest teilweise von dem Gehäuse (3) umschlossen ist, wobei ein Dichtungselement (5) das Anschlusselement (4) in einem Dichtungsabschnitt (8) umgibt und das Dichtungselement (5) zwischen dem Gehäuse (3) und dem Anschlusselement (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (5) aus einem Schmelzklebstoff besteht.
Sensor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzklebstoff Macromelt OM 679 ist.
Sensor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) als Temperatursensor ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Sensors (1) mit einem Sensorelement (2), einem Gehäuse (3), mindestens einem elektrisch leitenden Anschlusselement (4) und einem Dichtungselement (5), wobei das Sensorelement (2) mit dem Anschlusselement (4) elektrisch verbunden ist und das Anschlusselement (4) zumindest teilweise von dem Gehäuse (3) umschlossen ist, wobei ein Dichtungselement (5) das Anschlusselement (4) in einem Dichtungsabschnitt (8) umgibt und das Dichtungselement (5) zwischen dem Gehäuse (3) und dem Anschlusselement (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Anschlusselement (4) mit einem Dichtungselement (5) aus Schmelzklebstoff in einem Dichtungsabschnitt (8) umgeben wird, woraufhin das Anschlusselement (4) in eine Spritzgießform eingelegt wird und das Gehäuse (3) an das Anschlusselement (4) angespritzt wird, so dass der Dichtungsabschnitt (8) und damit auch das Dichtungselement (5) vollständig vom Gehäuse (3) umschlossen werden.
Verfahren zur Herstellung eines Sensors (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) in einem Hochdruckspritzgießverfahren an das Anschlusselement (4) angespritzt wird.