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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur verwendend ein Temperaturerfassungselement.
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BESCHREIBUNG VON VERWANDTEM STAND DER TECHNIK
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Wenn es notwendig ist die Temperatur eines Objekts in verschiedenen Elektronikeinrichtungen zu messen, so war es üblich ein bekanntes Verfahren zum Anordnen eines Temperaturerfassungselements an einem Ort zu verwenden, an dem die Temperatur zu messen ist.
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Wenn dieses Temperaturelement zum Messen der Temperatur von Flüssigkeiten verwendet wird oder wenn es einer verschmutzten Umgebung ausgesetzt ist, wird die Verwendung des Temperaturerfassungselements möglich gemacht, indem das Temperaturerfassungselement in einem Harzgehäuse oder Metallgehäuse angeordnet und geschützt wird, um von der verschmutzten Umgebung isoliert zu sein. zusätzlich wird es als wünschenswert erachtet, dass das Ansprechverhalten bei Temperaturveränderung bei der Temperaturmessung schnell sein sollte, um schnell der Temperaturveränderung der Substanz zu folgen, die zu messen ist.
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Die Beziehung zwischen dem Gehäuse und dem Temperaturerfassungselement wird in Patentdokument 1 offenbart (im Folgenden als ”das bekannte Beispiel” bezeichnet).
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Ein Temperaturerfassungselement ist in einem Gehäuse angeordnet und der Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Temperaturerfassungselement wird mit einem Füllmaterial (bezeichnet als ”Harzteil” in dem bekannten Beispiel) gefüllt. Je kleiner der Spalt ist, desto schneller ist das Temperaturansprechverhalten. Jedoch wird es auch in dem bekannten Beispiel offenbart, dass, wenn der Spalt klein wird, das Füllmaterial nicht in den Spalt eindringen kann und folglich das Temperaturansprechverhalten eher langsam wird.
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In dem bekannten Beispiel wurde herausgefunden, dass bei einem solchen Spalt das Temperaturansprechverhalten geringer als vier Sekunden wird, sogar wenn das Füllmaterial nicht in den Spalt eindringen kann. Jedoch ist das Temperaturansprechverhalten selbstverständlich langsamer als in dem Fall, in dem der Spalt mit dem Füllmaterial gefüllt ist.
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Zusätzlich führt selbstverständlicher Weise das Erhöhen der Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses und des Füllmaterials, um das Temperaturansprechverhalten schneller zu machen, auch zu einem wünschenswerten Effekt zusätzlich zu dem Verkleinern des Spalts.
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Die
DE 10 2006 035413 A1 betrifft einen Temperatursensor mit einem weitgehend röhrenförmigen Gehäuse mit einem verschlossenen Boden, einem Temperaturerfassungselement, das in dem Gehäuse untergebracht ist und Füllmaterial, das in das Gehäuse eingefüllt ist und das Temperaturerfassungselement abdichtet. In dem Gehäuse sind, von dem Temperaturerfassungselement entfernt, Verbindungswege für das Füllmaterial vorgesehen.
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PATENTDOKUMENTE
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- Patentdokument 1: JP 2002-267546 A
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Wie in dem bekannten Beispiel beschrieben, ist es notwendig sicherzustellen, dass der Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Temperaturerfassungselement eine bestimmte Größe aufweist. Falls der Spalt klein gemacht wird, in dem Fall des Bereitstellens des Füllmaterials nach dem Einsetzen des Temperaturerfassungselements in das Gehäuse, kann der Spalt nicht mit dem Füllmaterial gefüllt werden und der Spalt verbleibt als ein Raum, daher wird das Temperaturansprechverhalten schlechter als in dem Fall, in dem das Füllmaterial darin vorhanden ist. Falls der Spalt in dem Fall des Einsetzens des Temperaturelements in das Gehäuse nach dem Bereitstellen des Füllmaterials klein ist, kann das Temperaturerfassungselement nicht in das Füllmaterial einsinken und die Montage wird unmöglich.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Anbetracht solcher wie beispielhaft oben angeführter Umstände ist es eine Aufgabe der Erfindung einen Temperatursensor zur Verfügung zu stellen, der das Stopfen mit dem Füllmaterial oder das Einbetten des Temperaturerfassungselements sogar bei einem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Temperaturerfassungselement möglich macht, der nicht mit einem Füllmaterial gefüllt werden kann und als ein Raum in dem bekannten Beispiel verbleibt oder bei dem das Temperaturerfassungselement nicht in das Füllmaterial des herkömmlichen Beispiels einsinken kann. Ferner ist es eine Aufgabe einen Temperatursensor zur Verfügung zu stellen, der ein schnelleres Temperaturansprechverhalten aufweist.
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Die Erfindung stellt einen Temperatursensor zur Verfügung, umfassend: ein röhrenförmiges Gehäuse mit verschlossenem Boden; ein Temperaturerfassungselement, das in das Gehäuse eingeführt ist und dort untergebracht ist; und ein Füllmaterial, das in das Gehäuse gefüllt ist und das Temperaturerfassungselement abdichtet. Der Temperatursensor weist einen Füllmaterialfließabschnitt auf, der in einem relativen Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Temperaturerfassungselement in einer Einführrichtung des Temperaturerfassungselements ausgebildet ist und einen größeren Spalt relativ zu dem Temperaturerfassungselement als den relativ zu dem verbleibenden Rest des Spalts aufweist.
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Der Temperatursensor gemäß der Erfindung ermöglicht es mit dem Füllmaterial zu stopfen oder das Temperaturerfassungselement sogar in einem Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Temperaturerfassungselement zu begraben (engl.: bury), bei dem der Spalt nicht mit einem Füllmaterial gefüllt werden kann und als ein Raum in dem bekannten Beispiel verbleibt oder bei dem das Temperaturerfassungselement nicht in das Füllmaterial des bekannten Beispiels einsinken kann. Im Ergebnis kann der Temperatursensor gemäß der Erfindung ein schnelleres Temperaturansprechverhalten erreichen.
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Das vorgenannte und andere Aufgaben, Eigenschaften, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlich, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt A aus 1 zeigt.
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3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie B-B in 2 gemacht wurde.
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4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
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6 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt C aus 5 zeigt.
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7 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie D-D in 2 gemacht wurde.
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8 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die einen Abschnitt davon entsprechend einem Abschnitt C in 5 zeigt.
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9 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie E-E in 8 gemacht wurde.
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10 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie F-F in 8 gemacht wurde.
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11 ist eine Querschnittsansicht eines Temperatursensors einschließend einen Temperatursensor, der eine fünfte Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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12 ist eine Querschnittsansicht, die ein bekanntes Beispiel zeigt, das 3 der Erfindung entspricht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Temperatursensor zeigt, der eine erste Ausführungsform der Erfindung zeigt. 2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt A aus 1 zeigt. 3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie B-B in 2 gemacht wurde.
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Der Temperatursensor weist eine Gehäuse 1 auf, das aus Harz hergestellt ist, ein Temperaturerfassungselement 2, das in dem Gehäuse 1 eingeschlossen ist und ein Füllmaterial 3 zum Abdichten des Temperaturerfassungselements 2 in dem Gehäuse 1. Ein Signal, das von dem Temperaturerfassungselement 2 erfasst wurde, läuft durch ein Hauptkabel 4 und wird über einen Anschluss 5 nach außen gesendet.
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Das Füllmaterial 3 kann in das Gehäuse 1 zuerst injiziert werden, wobei anschließend das Einführen des Temperaturerfassungselements 2 in das Gehäuse 1 erfolgt oder das Füllmaterial 3 kann nach dem Einführen des Temperaturerfassungselements 2 injiziert werden.
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In dieser ersten Ausführungsform wird das Gehäuse mit einem Füllmaterialfließabschnitt 1a, der an der inneren Oberfläche davon entlang der Einführrichtung des Temperaturerfassungselements 2 zum Vereinfachen des Flusses des Füllmaterials 3 ausgebildet ist, versehen.
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3 zeigt ein Beispiel in dem ein hervorstehender Abschnitt, der an der inneren Wand des Gehäuses 1 ausgebildet ist, als dem Füllmaterialfließabschnitt 1a ausgebildet ist.
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Hier wird ein Fall angenommen, bei dem das Füllmaterial 3 in das Gehäuse 1 injiziert wird und anschließend das Temperaturerfassungselement 2 dort hinein eingeführt wird.
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12 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie B-B bei dem bekannten Produkt gemacht wurde. Um es dem Füllmaterial 3 zu gestatten, sich über das Temperaturerfassungselement 2 hinweg zu erstrecken (d. h., um es dem Temperaturerfassungselement 2 zu gestatten, in das Füllmaterial 3 einzusinken), wenn das Temperaturerfassungselement 2 in das Gehäuse 1 eingeführt wird, ist zumindest ein Spalt T oder mehr zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses 1 und dem Temperaturerfassungselement 2 notwendig, da der Spalt für die Bewegung des Füllmaterials notwendig ist. Der Spalt T variiert in Abhängigkeit von der Viskosität des Füllmaterials 3. Der Spalt T kann größer gemacht werden, wenn die Viskosität des Füllmaterials 3 höher ist, während der Spalt T kleiner gemacht werden kann, wenn die Viskosität des Füllmaterials 3 geringer ist.
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In 3, die die erste Ausführungsform zeigt, wird der Spalt T1, der zur Bewegung des Füllmaterials 3 notwendig ist, zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses 1 und dem Temperaturerfassungselements 2 mittels des Füllmaterialfließabschnitts 1a sichergestellt, der in der inneren Wand des Gehäuses 1 auf eine hervorstehende Weise vorgesehen ist, sodass das Füllmaterial 3 sich leicht bewegen kann. Daher wird ein anderer Spalt als der Füllmaterialfließabschnitt 1a für die Bewegung des Füllmaterials 3 nicht benötigt, sodass der Spalt T2, der zur Temperaturleitung verwendet wird, viel kleiner gemacht werden kann als der Spalt T.
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Folglich wird es durch Trennen des Spalts T1, der zur Bewegung des Füllmaterials 3 notwendig ist, von dem Spalt T2, der zur Temperaturleitung verwendet wird, möglich, einen Temperatursensor mit einem schnelleren Temperaturansprechverhalten als das bekannte Produkt herzustellen. Es sei angemerkt, dass in der ersten Ausführungsform ein hervorstehender Abschnitt in der inneren Oberfläche des Gehäuses 1 als dem Füllmaterialfließabschnitt 1a vorgesehen ist, jedoch dieselben vorteilhaften Effekte erhalten werden können, wenn ein ausgenommener Abschnitt in dem Temperaturerfassungselement 2 vorgesehen ist.
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Um das Temperaturansprechverhalten zu verbessern, kann ein besserer Effekt erhalten werden, wenn die Wärmeleitfähigkeit des Füllmaterials 3 selbst zusätzlich zu dem oben beschriebenen Aufbau erhöht wird. Daher ist es möglich, als dem Füllmaterial 3 eines zu verwenden, bei dem ein Füllermetall in einem Haftvermittler eingebettet ist, beispielsweise ist Aluminiumoxid in einem Silikonhaftvermittler eingebettet. Jedoch weist das Füllmaterial 3, welches ein Füllermetall aufweist, eine höhere Viskosität auf. Aus diesem Grund wird in dem bekannten Beispiel die Bewegung des Füllmaterials 3 schwierig und es ist notwendig den Spalt T aufzuweiten. Im Gegensatz bewegt sich in der ersten Ausführungsform das Füllmaterial 3 in dem Spalt T1 und der Spalt T2 wird nicht in die Bewegung des Füllmaterials 3 einbezogen; daher tragen der Effekt des Reduzieren des Spalts T hin zu T2 und der Effekt des Erhöhens der Wärmeleitfähigkeit des Füllermaterials 3 synergetisch dazu bei das Temperaturansprechverhalten schneller zu machen.
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Wie oben beschrieben weist in der ersten Ausführungsform der Temperatursensor ein röhrenförmiges Gehäuse mit verschlossenem Boden 1, ein Temperaturerfassungselement, das in das Gehäuse eingeführt ist und dort untergebracht ist, und ein Füllmaterial 3, das in das Gehäuse 1 gefüllt ist und das Temperaturerfassungselement 2 abdichtet, auf, wobei der Temperatursensor einen Füllmaterialfließabschnitt 1a aufweist, der in einer inneren Oberfläche des Gehäuses 1 entlang einer Einführrichtung des Temperaturerfassungselements 2 ausgebildet ist und der einen Spalt relativ zu dem Temperaturerfassungselement 2 aufweist, der größer ist als der relativ zu dem verbleibenden Abschnitt des Spalts. Dies ermöglicht es mit dem Füllmaterial zu stopfen oder das Temperaturerfassungselement sogar in einen Spalt zwischen dem Gehäuse und dem Temperaturerfassungselement zu begraben, bei dem der Spalt nicht mit einem Füllmaterial gefüllt werden kann und als ein Raum in dem bekannten Beispiel verbleibt oder bei dem das Temperaturerfassungselement nicht in das Füllmaterial wie bei dem herkömmlichen Beispiel einsinken kann. Als ein Ergebnis kann ein Temperatursensor, der ein schnelleres Temperaturansprechverhalten aufweist, erhalten werden.
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Zweite Ausführungsform
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4 ist eine Querschnittsansicht eines Temperatursensors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die einer Querschnittsansicht entspricht, die entlang der Linie B-B in 2 gemacht wurde. In der zweiten Ausführungsform wird der Füllmaterialfließabschnitt 1a durch Ausbilden der inneren Wand des Gehäuses 1 in einer polygonalen Form ausgebildet.
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In dieser Ausführungsform ist eine Vielzahl an Füllmaterialfließabschnitten 1a radial an der inneren Wand des Gehäuses angeordnet und der Spalt T1, der notwendig ist, um die Bewegung des Füllmaterials 3 sicherzustellen, wird an jedem Eckabschnitt zwischen der inneren Oberfläche des Gehäuses 1 und dem Temperaturerfassungselement 2 sichergestellt. Daher ist es möglich, den Spalt T2 in den anderen Abschnitten als den Eckabschnitten zu reduzieren, welche bei der Temperaturleitung involviert sind.
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Als ein Ergebnis kann das Temperaturerfassungselement 2 relativ zu dem Gehäuse 1 einfacher zentriert werden und ferner kann der Effekt des Verringerns der Variation des Temperaturansprechverhaltens erhalten werden.
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Dritte Ausführungsform
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5 ist eine Querschnittsansicht eines Temperatursensors, welche eine dritte Ausführungsform der Erfindung darstellt. 6 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts C in 5 und 7 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie D-D in 6 gemacht wurde.
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Erhöhen der Wärmeleitfähigkeit des Materials des Gehäuses 1 selbst trägt auch dazu bei das Temperaturansprechverhalten zu erhöhen. Bezugnehmend auf 5 ist das Gehäuse 1 aus einem Metall oder einem Harzmaterial, welches ein Füllermetall aufweist, um die Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses 1 selbst zu erhöhen, hergestellt. Dieses wird in eine Form eingeführt und eine Nachbearbeitung/Postforming wird durchgeführt, um eine Basis 6 auszubilden, welche als die Baugruppe (engl.: package) dient. Der Rest ist ähnlich zu 1.
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In diesem Fall wird das Gehäuse 1 durch Einführen des Gehäuses 1 in eine Form geformt, welche nicht in den Zeichnungen gezeigt ist. Daher wird die Richtungseigenschaft der Form durch Formen der äußeren Form eines Abschnitts 7 des von der Postforming-Form abgestützten Gehäuses 1 in einer zylindrischen Form eliminiert.
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Solch ein Aufbau eliminiert die Richtungseigenschaft, wenn das Gehäuse 1 in die Form eingeführt wird, welches die Notwendigkeit von menschlicher Bearbeitung wie das Anpassen der Ausrichtungen eliminiert. Im Ergebnis wird es möglich, eine automatische Zuführung beispielsweise mittels eines Teile-Zuführers zu verwenden, sodass die Produktivität sich erhöht und es möglich wird, Kosten zu reduzieren. Ferner kann ein Temperatursensor mit weiter verbessertem Temperaturansprechverhalten durch Kombinieren dieser Ausführungsform mit den vorgenannten Ausführungsformen erhalten werden.
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Vierte Ausführungsform
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8 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Abschnitt einer vierten Ausführungsform, der dem Abschnitt C in 5 entspricht, darstellt, welcher ein Beispiel darstellt, in dem das Gehäuse 1 einem Postforming ausgesetzt wird. 9 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie E-E des Abschnitts 7 in 8 gemacht wurde, um von der Form abgestützt zu werden, und 10 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie F-F eines Temperaturleitabschnitts 8 gemacht wurde.
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In der vierten Ausführungsform wird das Gehäuse 1 in einen Abschnitt 7, der von einer Postforming-Form abgestützt wird, und einen Temperaturleitabschnitt 8, der mit dem Füllmaterialfließabschnitt 1a versehen ist, unterteilt.
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Auf diese Weise wird es dem Temperaturleitabschnitt 8, der mit dem Füllmaterialfließabschnitt 1a versehen ist, gestattet, dieselbe Form wie in 1 gezeigt, einzunehmen, sogar wenn die äußere Form des Abschnitts 7, der von der Form abgestützt wird, in einer zylindrischen Form ausgebildet ist. Daher, im Gegensatz zu dem Gehäuse 1, das in 7 gezeigt ist, wird die Wanddicke des Gehäuses 1 nicht gleichmäßig und die benötigte minimale Wanddicke bzw. Wandstärke kann, wie in 10 gezeigt, umgesetzt werden. Im Ergebnis kann das Temperaturansprechverhalten noch schneller gemacht werden.
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Fünfte Ausführungsform
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11 ist eine Querschnittsansicht eines Temperatursensors aufweisend einen Temperatursensor, der eine fünfte Ausführungsform der Erfindung darstellt, welcher ein Fahrzeugdrucksensor ist, aufweisend den Temperatursensor, der den Aufbau aufweist, der oben bei einem Temperaturerfassungselementabschnitt beschrieben wurde. Der Druck wird von einem Druckeinführloch 9 hin zu der Innenseite des Drucksensors geführt, in ein elektrisches Signal mittels eines Drucksensorelements 10 umgewandelt und anschließend nach außen ausgegeben. Der Temperaturerfassungsabschnitt entspricht einem Abschnitt G und jeder der Temperatursensoren gemäß den vorgenannten Ausführungsformen kann hier angewendet werden.
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Der Fahrzeugdrucksensor wird einer verschmutzten Umgebung, wie beispielsweise einer Abgasrückführung (AGR) ausgesetzt. Aus diesem Grund ist es absolut notwendig dieses Temperaturerfassungselement 2 zu schützen und es ist notwendig, das Temperaturerfassungselement 2 in dem Gehäuse 1 einzuschließen. Jedoch wird es zum Steuern des Motors gewünscht, dass das Temperaturerfassungselement ein schnelles Temperaturansprechverhalten haben sollte. Durch Anwenden der Erfindung hierbei wird es möglich, einen Fahrzeugdrucksensor zu erhalten, der einen Temperatursensor aufweist, der ein schnelles Temperaturansprechverhalten und einen hohen Verschmutzungswiderstand aufweist.
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Verschiedene Modifizierungen und Veränderungen dieser Erfindung werden für den Fachmann ersichtlich ohne von dem Schutzumfang dieser Erfindung abzuweichen und es sei angemerkt, dass diese nicht auf die beispielhaften hierin angeführten Ausführungsformen beschränkt sind.
