DE102018102709A1 - Temperature sensor and a method of manufacturing the temperature sensor - Google Patents

Temperature sensor and a method of manufacturing the temperature sensor Download PDF

Info

Publication number
DE102018102709A1
DE102018102709A1 DE102018102709.5A DE102018102709A DE102018102709A1 DE 102018102709 A1 DE102018102709 A1 DE 102018102709A1 DE 102018102709 A DE102018102709 A DE 102018102709A DE 102018102709 A1 DE102018102709 A1 DE 102018102709A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sheath
temperature sensor
sensor element
contact elements
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018102709.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Marta Weronika Hirko
Steven Kuschel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
TDK Electronics AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Electronics AG filed Critical TDK Electronics AG
Priority to DE102018102709.5A priority Critical patent/DE102018102709A1/en
Priority to PCT/EP2019/052789 priority patent/WO2019154812A1/en
Publication of DE102018102709A1 publication Critical patent/DE102018102709A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/16—Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
    • G01K1/18—Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element for reducing thermal inertia

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor (1), aufweisend ein Sensorelement (2), das zumindest teilweise von einer Umhüllung (8) umgeben ist, wobei die Umhüllung (8) ein duroplastisches Material aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors (1).The present invention relates to a temperature sensor (1), comprising a sensor element (2) which is at least partially surrounded by a sheath (8), wherein the sheath (8) comprises a thermosetting material. According to a further aspect, the present invention relates to a method for producing a temperature sensor (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor und ein Verfahren zur Herstellung des Temperatursensors.The present invention relates to a temperature sensor and a method of manufacturing the temperature sensor.

Ein Temperatursensor weist üblicherweise ein Sensorelement und ein Gehäuse auf, das beispielsweise aus einer Kunststoffkomponente bestehen kann und das Sensorelement mechanisch schützt. Das Gehäuse könnte auch Metallteile oder einen Schrumpfschlauch aufweisen. Die an einen Temperatursensor gestellten technischen Anforderungen hängen von der jeweiligen Systemumgebung ab. Übliche Anforderungen betreffen eine Miniaturisierung des Temperatursensors, eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine gute Medienbeständigkeit. Die Kunststoffkomponente des Sensorgehäuses sollte daher derart ausgelegt sein, dass die jeweiligen Anforderungen der Systemumgebung möglichst gut erfüllt werden können.A temperature sensor usually has a sensor element and a housing, which may for example consist of a plastic component and mechanically protects the sensor element. The housing could also have metal parts or a shrink tube. The technical requirements placed on a temperature sensor depend on the respective system environment. Common requirements include miniaturization of the temperature sensor, high temperature resistance and good media resistance. The plastic component of the sensor housing should therefore be designed so that the respective requirements of the system environment can be fulfilled as well as possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Temperatursensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben. Der verbesserte Temperatursensor sollte insbesondere dazu geeignet sein, die oben genannten Anforderungen, die sich aus der jeweiligen Systemumgebung ergeben können, möglichst gut zu erfüllen.The object of the present invention is to provide an improved temperature sensor and a method for its production. In particular, the improved temperature sensor should be able to best meet the above requirements, which may arise from the particular system environment.

Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.These objects are achieved by the subject matters of the independent claims.

Es wird ein Temperatursensor vorgeschlagen, der ein Sensorelement aufweist, das zumindest teilweise von einer Umhüllung umgeben ist, wobei die Umhüllung ein duroplastisches Material aufweist. Die Umhüllung kann aus dem duroplastischen Material bestehen.A temperature sensor is proposed that has a sensor element that is at least partially surrounded by a casing, wherein the casing has a duroplastic material. The enclosure may consist of the thermosetting material.

Bei dem Sensorelement kann es sich um ein NTC-Element (NTC = Negative Temperature Coefficient, Heißleiter) handeln. NTC-Elemente weisen einen temperaturabhängigen Widerstand auf, der einen negativen Temperaturkoeffizienten hat und bei hohen Temperaturen einen elektrischen Strom besser leitet als bei tiefen Temperaturen. Aus diesem Grund eignet sich ein NTC-Element für den Einsatz als Sensorelement zur Temperaturmessung.The sensor element may be an NTC element (NTC = Negative Temperature Coefficient, NTC thermistor). NTC elements have a temperature-dependent resistor that has a negative temperature coefficient and conducts an electrical current better at high temperatures than at low temperatures. For this reason, an NTC element is suitable for use as a sensor element for temperature measurement.

Die Umhüllung kann das Sensorelement teilweise oder vollständig umschließen. Die Umhüllung kann einen mechanischen Schutz des Sensorelementes bieten. Die Umhüllung kann eine Umgebungstemperatur schnell an das Sensorelement weiterleiten. Durch die Umhüllung kann es ermöglicht werden, das Sensorelement an zahlreichen Einsatzorten einzusetzen, an denen der Temperatursensor äußeren Einflüssen, beispielsweise aggressiven Medien, ausgesetzt ist.The enclosure may partially or completely enclose the sensor element. The enclosure may provide mechanical protection of the sensor element. The enclosure can quickly forward an ambient temperature to the sensor element. By wrapping it may be possible to use the sensor element at numerous locations where the temperature sensor external influences, such as aggressive media exposed.

Die Umhüllung kann eine Kunststoffkomponente sein. Die Umhüllung kann ein Spritzgussteil sein. Die Umhüllung kann ein Gehäuse des Sensorelementes bilden.The wrapper may be a plastic component. The envelope may be an injection molded part. The enclosure may form a housing of the sensor element.

Ein duroplastisches Material wird auch als Duromere oder Thermoset bezeichnet. Duroplastische Materialien sind Kunststoffe, die nach ihrer Aushärtung durch Erwärmung oder andere Maßnahmen nicht mehr verformt werden können. Sie enthalten harte, amorphe, unlösliche Polymere. Sie werden aus Vorprodukten, die in der Regel schmelzbar oder löslich sind, hergestellt. Sie weisen Makromoleküle auf, die über kovalente Bindungen engmaschig vernetzt sind, woraus sich ihre fehlende Erweichung beim Erhitzen ergibt. Die Materialhärtung kann durch eine Vernetzungsreaktion ergeben, die eine chemische Reaktion der einzelnen Materialkomponenten abbildet.A thermoset material is also referred to as thermoset or thermoset. Thermoset materials are plastics that can not be deformed after being cured by heating or other means. They contain hard, amorphous, insoluble polymers. They are made from precursors, which are usually fusible or soluble. They have macromolecules, which are closely cross-linked via covalent bonds, resulting in their lack of softening when heated. The material hardening can result from a cross-linking reaction that depicts a chemical reaction of the individual material components.

Die Verwendung eines duroplastischen Materials für die Umhüllung ermöglicht zahlreiche vorteilhafte Eigenschaften der Umhüllung.The use of a thermoset material for the wrapper allows for many beneficial properties of the wrapper.

Ein duroplastisches Material kann auch bei einer geringen Wandstärke eine hohe Robustheit aufweisen. Dementsprechend kann die Umhüllung in einer geringen Wandstärke gefertigt werden und das Sensorelement dennoch effektiv vor äußeren Einflüssen, wie mechanischen Stößen, aggressiven Medien oder ähnlichem schützen.A thermosetting material can have a high robustness even with a small wall thickness. Accordingly, the cover can be made in a small wall thickness and still protect the sensor element effectively against external influences, such as mechanical shocks, aggressive media or the like.

Die Fertigung der Umhüllung mit einer geringen Wandstärke ergibt eine kurze Ansprechzeit des Sensors. Auf Grund der geringen Wandstärke kann die Umhüllung wenig Material und somit eine geringe Wärmekapazität aufweisen. Sie wird somit durch eine Änderung einer Umgebungstemperatur schnell aufgewärmt oder abgekühlt. Diese Temperaturänderung kann die Umhüllung nahezu unverzögert an das Sensorelement weitergeben, so dass die Ansprechzeit des Sensorelements sehr kurz ist.The production of the envelope with a small wall thickness results in a short response time of the sensor. Due to the small wall thickness, the envelope can have little material and thus a low heat capacity. It is thus rapidly warmed or cooled by a change in ambient temperature. This temperature change can pass the envelope almost instantaneously to the sensor element, so that the response time of the sensor element is very short.

Die Möglichkeit eine robuste Umhüllung mit einer geringen Wandstärke zu konstruieren erlaubt ferner eine Miniaturisierung der Umhüllung. Damit kann ein Temperatursensor mit einem geringen Platzbedarf bereitgestellt werden.The ability to construct a sturdy casing with a small wall thickness also allows miniaturization of the casing. Thus, a temperature sensor can be provided with a small footprint.

Da das duroplastische Material auch bei hohen Temperaturen nicht schmilzt, kann die Umhüllung eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweisen. Dementsprechend kann ein Temperatursensor konstruiert werden, der in einem großen Temperaturbereich und beispielsweise bei Temperaturen bis 250 °C einsetzbar ist.Since the thermoset material does not melt even at high temperatures, the sheath can have a high temperature resistance. Accordingly, a temperature sensor can be constructed which can be used in a wide temperature range and, for example, at temperatures up to 250 ° C.

Vor dem Aushärten zeigt das duroplastische Material eine sehr geringe Viskosität. Beispielsweise kann das duroplastische Material ein Fließverhalten aufweisen, das dem Fließverhalten von Wasser ähnelt. Dementsprechend kann das duroplastische Material sehr präzise in ein Spritzgusswerkzeug eingefüllt werden und eine Umhüllung mit präzisen Konturen gefertigt werden. Aus der guten Fließeigenschaft folgt ferner die Möglichkeit, das Spritzgussverfahren zur Herstellung der Umhüllung derart auszugestalten, dass es für das Sensorelement schonend abläuft. Dabei können geringe Einspritzdrücke und geringe Einspritzgeschwindigkeiten verwendet werden.Before curing, the thermosetting material shows a very low viscosity. For example, the thermoset material may have a flow behavior which resembles the flow behavior of water. Accordingly, the thermosetting material can be very precisely filled in an injection mold and a casing can be made with precise contours. From the good flow property also follows the possibility of the injection molding process for the production of the envelope in such a way that it runs gently for the sensor element. In this case, low injection pressures and low injection speeds can be used.

Ferner zeigt das duroplastische Material ein geringes Schwindungsverhalten, was wiederum die Präzision, mit der die Umhüllung herstellbar ist, erhöht.Furthermore, the thermoset material shows a low shrinkage behavior, which in turn increases the precision with which the sheath can be produced.

Ferner kann aufgrund einer Reduzierung von Montageschritten bei einem Aufbringen der Umhüllung in einem direkten Spritzgussverfahren die Prozesskosteneffizienz verbessert werden. Bei dem Spritzgussverfahren kann es sich insbesondere um ein Urformverfahren gemäß DIN 8580 handeln.Further, due to a reduction of assembly steps in an application of the sheath in a direct injection molding process, the process cost efficiency can be improved. The injection molding process may in particular be a primary molding process according to DIN 8580.

Das Material der Umhüllung kann auf Epoxidharz oder Phenolharz basieren. Bei Epoxidharz und Phenolharz handelt es sich um Kunstharze. Das Material der Umhüllung kann auf Polyurethane, Melaminharze oder Polyesterharze basieren.The material of the enclosure may be based on epoxy resin or phenolic resin. Epoxy resin and phenolic resin are synthetic resins. The material of the wrapper may be based on polyurethanes, melamine resins or polyester resins.

Eine Wandstärke der Umhüllung kann in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 1,5 mm liegen. Die Wandstärke der Umhüllung sollte nicht geringer als 0,05 mm sein, da ansonsten eine mechanische Stabilität der Umhüllung nicht gewährleistet sein könnte. Die Wandstärke der Umhüllung ist prinzipiell nach oben hin unbegrenzt. Wird die Wandstärke jedoch zu dick gewählt, so nimmt die Temperaturkapazität der Umhüllung zu und damit erhöht sich die Ansprechzeit des Temperatursensors. Um eine kurze Ansprechzeit des Temperatursensors gewährleisten zu können, sollte die Wandstärke der Umhüllung nicht größer als 1,5 mm sein. Je dünner die Wandstärke der Umhüllung ist, desto kürzer ist die Ansprechzeit.A wall thickness of the casing may be in a range between 0.05 mm and 1.5 mm. The wall thickness of the sheath should not be less than 0.05 mm, otherwise a mechanical stability of the sheath could not be guaranteed. The wall thickness of the envelope is in principle unlimited upwards. However, if the wall thickness chosen too thick, the temperature capacity of the enclosure increases and thus increases the response time of the temperature sensor. In order to ensure a short response time of the temperature sensor, the wall thickness of the envelope should not be greater than 1.5 mm. The thinner the wall thickness of the envelope, the shorter the response time.

Im Gegensatz zu thermoplastischen Kunststoffen ermöglicht es die Verwendung eines duroplastischen Materials für die Umhüllung, Umhüllungen mit einer geringen Wandstärke im Bereich zwischen 0,05 mm und 1,5 mm in einer ausreichenden mechanischen Stabilität zu fertigen. Vorzugsweise kann die Wandstärke der Umhüllung in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 0,25 mm liegen.In contrast to thermoplastics, the use of a thermoset material for the covering makes it possible to produce casings with a small wall thickness in the range between 0.05 mm and 1.5 mm in a sufficient mechanical stability. Preferably, the wall thickness of the sheath may be in a range between 0.05 mm and 0.25 mm.

Der Temperatursensor kann Kontaktelemente aufweisen, die teilweise von der Umhüllung bedeckt sind, wobei die Kontaktelemente sich in einem ersten Bereich, in dem die Kontaktelemente von der Umhüllung bedeckt sind, geradlinig erstecken und sich in einem zweiten Bereich, in dem die Kontaktelement frei von der Umhüllung sind, ebenfalls geradlinig in Verlängerung des ersten Bereichs erstrecken. Alternativ können die Kontaktelemente sich in einem ersten Bereich, in dem die Kontaktelemente von der Umhüllung bedeckt sind, geradlinig erstecken und die Kontaktelemente können in einem zweiten Bereich, in dem die Kontaktelement frei von der Umhüllung sind, senkrecht zu dem ersten Bereich verlaufen.The temperature sensor may comprise contact elements which are partially covered by the enclosure, the contact elements extending straight in a first area where the contact elements are covered by the enclosure and in a second area where the contact elements are free of the enclosure are also extend straight in extension of the first area. Alternatively, the contact elements may extend in a straight line in a first region in which the contact elements are covered by the sheath, and the contact elements may extend perpendicular to the first region in a second region in which the contact elements are free of the sheath.

Der Temperatursensor kann ein hinteres Ende, an dem ein Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung angeordnet ist, und ein vorderes Ende, das dem hinteren Ende gegenüberliegt, aufweisen. Das Kontaktelement kann beispielsweise einen Draht aufweisen. Das Kontaktelement kann beispielsweise eine oder mehrere Litzen eines Drahtes aufweisen. Das Kontaktelement kann ein flach geformtes Metallteil aufweisen. Das Kontaktelement kann mit dem Sensorelement verbunden sein und dadurch die elektrische Kontaktierung des Sensorelementes gewährleisten. Die Verbindungsstelle zwischen dem Sensorelement und dem Kontaktelement kann zusätzlich von einem Isolierteil umgeben sein. Bei dem Isolierteil kann es sich um einen Schrumpfschlauch, eine Beschichtung oder einen Trennsteg handeln. Das Isolierteil kann einen Kurzschluss vermeiden. Zusätzlich können einige der oben genannten Isolierteile während des Herstellungsverfahrens für eine mechanische Verstärkung der Verbindungsstelle sorgen.The temperature sensor may include a rear end on which a contact member for electrical contact is disposed and a front end opposite the rear end. The contact element may for example comprise a wire. The contact element may for example comprise one or more strands of a wire. The contact element may have a flat-shaped metal part. The contact element may be connected to the sensor element and thereby ensure the electrical contacting of the sensor element. The connection point between the sensor element and the contact element may additionally be surrounded by an insulating part. The insulating part may be a shrink tube, a coating or a separating web. The insulating part can avoid a short circuit. In addition, some of the above insulating parts may provide mechanical connection strengthening during the manufacturing process.

An dem vorderen Ende des Temperatursensors kann das Sensorelement von der Umhüllung bedeckt sein, wobei eine Wandstärke der Umhüllung an dem vorderen Ende des Temperatursensors zumindest ein Viertel eines Durchmessers des Sensorelements betragen kann. Diese Wandstärke reicht aus, um das Sensorelement vor mechanischen Einwirkungen oder aggressiven Materialien zu schützen. Eine geringe Wandstärke am vorderen Ende ist vorteilhaft, um eine kurze Ansprechzeit zu ermöglichen.At the front end of the temperature sensor, the sensor element may be covered by the sheath, wherein a wall thickness of the sheath at the front end of the temperature sensor may amount to at least a quarter of a diameter of the sensor element. This wall thickness is sufficient to protect the sensor element against mechanical effects or aggressive materials. A small wall thickness at the front end is advantageous to allow a short response time.

Der Durchmesser des Sensorelementes kann dabei definiert sein als maximale Ausdehnung des Sensorelementes in eine Richtung senkrecht zur Verbindungslinie vom vorderen Ende des Temperatursensors zum hinteren Ende des Temperatursensors. Die Wandstärke der Umhüllung an dem vorderen Ende des Temperatursensors kann definiert sein als Abstand zwischen dem vorderen Ende des Sensorelementes und dem vorderen Ende des Temperatursensors.The diameter of the sensor element can be defined as the maximum extent of the sensor element in a direction perpendicular to the connecting line from the front end of the temperature sensor to the rear end of the temperature sensor. The wall thickness of the enclosure at the front end of the temperature sensor may be defined as the distance between the front end of the sensor element and the front end of the temperature sensor.

Das Sensorelement kann vollständig von der Umhüllung bedeckt sein. Alternativ kann das Sensorelement zumindest teilweise von der Umhüllung unbedeckt sein. Beispielsweise kann die Umhüllung lediglich eine Kontaktstelle zwischen dem Sensorelement und einer elektrischen Anbindung schützen. Ein vorderer Bereich des Sensorelementes, der von den Kontaktelementen weg weist, kann frei von der Umhüllung sein. Ist der vordere Bereich frei von der Umhüllung, zeigt der Temperatursensor eine besonders kurze Ansprechzeit, da die Ansprechzeit nicht durch ein Aufheizen oder Abkühlen der Umhüllung verlängert wird.The sensor element may be completely covered by the enclosure. Alternatively, the sensor element may be at least partially uncovered by the enclosure. For example, the sheath can protect only one contact point between the sensor element and an electrical connection. A front portion of the sensor element, facing away from the contact elements, can be free of the Be serving. If the front area is clear of the enclosure, the temperature sensor will exhibit a particularly short response time as the response time will not be prolonged by heating or cooling the enclosure.

Das Material der Umhüllung kann eine Wasseraufnahme von weniger als 1 % aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von ISO 62 erfüllen. Die Wasseraufnahme ist eine physikalische Kenngröße der Umhüllung. Die Eigenschaft der Umhüllung zur Wasseraufnahme ist abhängig von ihrer Oberflächenbeschaffenheit und ihrer Porosität. Die Wasseraufnahme kann definiert sein als der abgegebene Bestandteil in Prozent, dem eine Probe nach dem vollständigen Trocknen nicht mehr enthält.The material of the wrapper may have a water absorption of less than 1%. The material of the envelope can accordingly meet the requirements of ISO 62. The water absorption is a physical characteristic of the envelope. The property of the enclosure for water absorption depends on its surface condition and its porosity. The water uptake may be defined as the delivered percentage of the component that a sample no longer contains after complete drying.

Das Material der Umhüllung kann eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,1 W/mK aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von ISO 8894 erfüllen. Das Material der Umhüllung kann einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von mindestens 10 × 10-6 1/K aufweisen. Dementsprechend kann das Material der Umhüllung die Anforderungen von ISO 11359-2 erfüllen. Das Material der Umhüllung kann eine Formschwindung beziehungsweise Verarbeitungsschwindung von kleiner als 0,5 % aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von ISO 2577 erfüllen. Das Material der Umhüllung kann eine Nachschwindung von kleiner als 0,05 % aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von ISO 2577 erfüllen. Das Material der Umhüllung kann eine elektrische Durchschlagsfestigkeit von mindestens 10 kV/mm aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von IEC 60243-1 erfüllen. All diese Materialeigenschaften können durch ein duroplastisches Material erreicht werden.The material of the cladding may have a thermal conductivity of at least 0.1 W / mK. The material of the envelope may accordingly meet the requirements of ISO 8894. The material of the enclosure may have a thermal expansion coefficient of at least 10 × 10 -6 1 / K. Accordingly, the material of the wrapper can meet the requirements of ISO 11359-2. The material of the wrapper may have a mold shrinkage of less than 0.5%. The cladding material can accordingly meet the requirements of ISO 2577. The material of the wrapper may have a shrinkage of less than 0.05%. The cladding material can accordingly meet the requirements of ISO 2577. The material of the sheath may have an electrical breakdown strength of at least 10 kV / mm. The material of the enclosure can accordingly meet the requirements of IEC 60243-1. All these material properties can be achieved by a thermosetting material.

Der Temperatursensor kann ein elektrisches Kontaktelement zur Kontaktierung des Sensorelements aufweisen, wobei ein Verhältnis einer Querschnittsfläche der Umhüllung zur Querschnittsfläche des Kontaktelements ≥ 0,01 sein kann. Die Querschnittsflächen sind dabei jeweils in einer Richtung gemessen, die senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen einem vorderen und einem hinteren Ende des Temperatursensors steht. Als Querschnittsfläche kann hierbei jeweils die maximale Ausdehnung der Umhüllung beziehungsweise des elektrischen Kontaktelements betrachtet werden.The temperature sensor can have an electrical contact element for contacting the sensor element, wherein a ratio of a cross-sectional area of the enclosure to the cross-sectional area of the contact element can be ≥ 0.01. The cross-sectional areas are each measured in a direction perpendicular to a connecting line between a front and a rear end of the temperature sensor. In each case, the maximum extent of the envelope or of the electrical contact element can be considered as the cross-sectional area.

Die elektrischen Kontaktelemente können aus der Umhüllung geradlinig herausragen. Dabei können die elektrischen Kontaktelemente die Verbindungslinie zwischen einem vorderen und einem hinteren Ende der Umhüllung verlängern. Alternativ können die elektrischen Kontaktelemente nach dem Austritt aus der Umhüllung um 90° abgewinkelt sei. Dabei können die elektrischen Kontaktelemente einen rechten Winkel mit der Verbindungslinie zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende der Umhüllung bilden.The electrical contact elements can protrude in a straight line from the envelope. In this case, the electrical contact elements can extend the connecting line between a front and a rear end of the enclosure. Alternatively, the electrical contact elements can be angled at 90 ° after leaving the enclosure. In this case, the electrical contact elements can form a right angle with the connecting line between the front and the rear end of the enclosure.

Ein Verhältnis eines Durchmessers der Umhüllung zu einer Länge der Umhüllung kann ≥ 0,01 sein. Die Länge kann dabei als Abstand der beiden am weitesten voneinander entfernten Punkte der Umhüllung definiert sein. Der Durchmesser kann als Ausdehnung der Umhüllung in eine Richtung senkrecht zur Länge definiert sein, wobei die maximale Ausdehnung der Umhüllung betrachtet wird. Würde das Verhältnis kleiner als 0,01 sein, so könnte möglicherweise eine mechanische Stabilität des Temperatursensors nicht gewährleistet sein.A ratio of a diameter of the cladding to a length of the cladding may be ≥ 0.01. The length can be defined as the distance of the two farthest points of the envelope. The diameter may be defined as the extension of the envelope in a direction perpendicular to the length, considering the maximum extent of the envelope. If the ratio were less than 0.01, then a mechanical stability of the temperature sensor could possibly not be guaranteed.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors. Dabei kann es sich insbesondere um den oben beschriebenen Sensor handeln.In another aspect, the present invention relates to a method of manufacturing a temperature sensor. This may in particular be the sensor described above.

Das Verfahren zur Herstellung des Temperatursensors weist die folgenden Schritte auf:

  1. a. Bereitstellen eines Sensorelements,
  2. b. Zumindest teilweises Umhüllen des Sensorelements mit einem duroplastischen Material in einem Spritzgussverfahren.
The method of manufacturing the temperature sensor includes the following steps:
  1. a. Providing a sensor element,
  2. b. At least partially enveloping the sensor element with a thermosetting material in an injection molding process.

Da ein duroplastisches Material vor dem Aushärten eine geringe Viskosität aufweist, ist es besonders gut für das Spritzgussverfahren geeignet. Auf Grund der guten Fließfähigkeit kann das duroplastische Material präzise in ein Spritzgusswerkzeug eingefüllt werden und so präzise die gewünschte Kontur der Umhüllung ausbilden.Since a thermosetting material before curing has a low viscosity, it is particularly well suited for the injection molding process. Due to the good flowability, the thermoset material can be precisely filled into an injection mold and so precisely form the desired contour of the envelope.

Das Sensorelement kann in Schritt b. direkt mit dem duroplastischen Material umhüllt werden. Dementsprechend kann es sich um ein direktes Spritzgussverfahren handeln. Das direkte Spritzgießen erfordert nur wenige Prozessschritte und kann daher schnell und kosteneffizient durchgeführt werden.The sensor element can in step b. can be wrapped directly with the thermosetting material. Accordingly, it may be a direct injection molding process. Direct injection molding requires only a few process steps and can therefore be carried out quickly and cost-efficiently.

Alternativ kann in Schritt b. zunächst in einem Spritzgussverfahren ein Einlegeteil aus dem duroplastischen Material gefertigt werden, in das das Sensorelement eingelegt wird. Anschließend kann ein weiterer Teil der Umhüllung auf das Sensorelement aufgebracht wird. Der weitere Teil der Umhüllung kann dabei als vorgefertigte Halbschale aufgebracht werden oder auf das Sensorelement in einem Spitzgussverfahren aufgespritzt werden.Alternatively, in step b. initially in an injection molding an insert from the thermosetting material are made, in which the sensor element is inserted. Subsequently, a further part of the envelope is applied to the sensor element. The further part of the casing can be applied as a prefabricated half-shell or sprayed onto the sensor element in an injection-molding process.

Das Spritzgussverfahren kann die Teilschritte der Formgebung und des Härtens des duroplastischen Materials aufweisen. Bei der Formgebung wird das duroplastische Material in ein Spritzgusswerkzeug eingespritzt. Die Teilschritte Formgebund und Härten können einander überlappen. Nach dem Härten ist ein Aufschmelzen des duroplastischen Materials nicht mehr möglich. Nach dem Härten kann der Temperatursensor aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden. The injection molding process may include the substeps of molding and curing the thermoset material. During molding, the thermoset material is injected into an injection mold. The sub-steps molding and hardening can overlap each other. After curing a melting of the thermosetting material is no longer possible. After curing, the temperature sensor can be removed from the injection mold.

Das duroplastische Material kann durch Aufwärmen und/oder eine Zugabe von einer chemischen Komponente und/oder durch Bestrahlung mit UV-Strahlung gehärtet werden.The thermoset material may be cured by heating and / or addition of a chemical component and / or by exposure to UV radiation.

Eine Viskosität des duroplastischen Materials kann vor und/oder während der Formgebung verringert wird. Das duroplastische Material kann thixothrope Eigenschaften aufweisen. Die Temperatur kann zu Beginn des Spritzgussverfahrens derart verändert werden, dass die Viskosität des duroplastischen Materials abnimmt. Dementsprechend kann das duroplastische Material besonders gut in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt werden.Viscosity of the thermoset material may be reduced before and / or during molding. The thermoset material may have thixotropic properties. The temperature can be changed at the beginning of the injection molding process such that the viscosity of the thermosetting material decreases. Accordingly, the thermoset material can be injected particularly well into the injection mold.

Das duroplastische Material kann während und/oder nach der Formgebung ausgehärtet werden. Während des Spritzgussverfahrens kann die Temperatur über einen Schwellwert erhöht werden, bei dem das duroplastische Material aushärtet. Der Prozess des Aushärtens kann bereits während der Formgebung durchgeführt oder zumindest begonnen werden. Alternativ kann der Prozess des Aushärtens nach der Formgebung durchgeführt werden.The thermoset material may be cured during and / or after molding. During the injection molding process, the temperature may be raised above a threshold at which the thermoset material cures. The curing process can already be performed or at least started during molding. Alternatively, the process of curing after molding may be performed.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren erläutert.

  • 1 bis 3 zeigen einen Temperatursensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Temperatursensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 5 zeigt einen Temperatursensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 6 zeigt einen Temperatursensor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
In the following, preferred embodiments of the invention will be explained with reference to FIGS.
  • 1 to 3 show a temperature sensor according to a first embodiment.
  • 4 shows an enlarged detail view of the temperature sensor according to the first embodiment.
  • 5 shows a temperature sensor according to a second embodiment.
  • 6 shows a temperature sensor according to a third embodiment.

1 zeigt einen Temperatursensor 1 in einer perspektivischen Ansicht. 2 zeigt den Temperatursensor 1 in einer Seitenansicht. 3 zeigt einen Querschnitt durch den in 2 gezeigten Temperatursensor 1 entlang der Schnittlinie AA. 1 shows a temperature sensor 1 in a perspective view. 2 shows the temperature sensor 1 in a side view. 3 shows a cross section through the in 2 shown temperature sensor 1 along the section line AA.

Der Temperatursensor 1 weist ein Sensorelement 2 auf. Das Sensorelement ist ein NTC-Element. Das Sensorelement weist zwei Vorsprünge 3 auf, die jeweils mit einem Kontaktelement 4 verbunden sind.The temperature sensor 1 has a sensor element 2 on. The sensor element is an NTC element. The sensor element has two projections 3 on, each with a contact element 4 are connected.

Der Temperatursensor 1 weist die oben genannten Kontaktelemente 4 zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelements 2 auf. Bei den Kontaktelementen 4 kann es sich um Leitungen, Drähte oder geformte Metallteile handeln. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist je ein Draht mit einem Vorsprung 3 des Sensorelements 2 verbunden. Die Kontaktelemente können aus Metall oder einer Metalllegierung bestehen und zum Beispiel Kupfer und/oder Nickel aufweisen. Ferner können die Kontaktelemente eine Isolierung 7 aufweisen, die beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht. Die Isolierung 7 überlappt mit einer Umhüllung 8 um eine Strecke u. Die Länge der Strecke u beträgt zumindest 0,5 mm.The temperature sensor 1 has the above-mentioned contact elements 4 for electrical contacting of the sensor element 2 on. At the contact elements 4 These can be wires, wires or shaped metal parts. In the embodiment shown here is ever a wire with a projection 3 of the sensor element 2 connected. The contact elements may be made of metal or a metal alloy and, for example, copper and / or nickel have. Furthermore, the contact elements can be insulated 7 have, for example, consists of polytetrafluoroethylene (PTFE). The insulation 7 overlaps with a cladding 8th by a distance u. The length of the distance u is at least 0.5 mm.

Der Temperatursensor weist ferner die Umhüllung 8 auf. Die Umhüllung 8 umgibt das Sensorelement 2. Die Umhüllung 8 umgibt ferner die Kontaktelemente 4 teilweise. Die Umhüllung 8 stellt einen mechanischen Schutz für das Sensorelement 2 dar.The temperature sensor further comprises the enclosure 8th on. The serving 8th surrounds the sensor element 2 , The serving 8th further surrounds the contact elements 4 partially. The serving 8th provides mechanical protection for the sensor element 2 represents.

Die Umhüllung 8 weist ein duroplastisches Material auf. Die Umhüllung 8 kann insbesondere aus dem duroplastischen Material bestehen. Das Material der Umhüllung 8 basiert auf Epoxidharz, Phenolharz, Polyurethane, Melaminharz oder Polyesterharz.The serving 8th has a thermosetting material. The serving 8th may in particular consist of the thermosetting material. The material of the cladding 8th Based on epoxy resin, phenolic resin, polyurethane, melamine resin or polyester resin.

4 zeigt einen Ausschnitt der 3, der in 3 mit einem Kreis X markiert ist. Der Temperatursensor 1 weist ferner ein oder zwei Isolierteile 9 auf. Jedes der Isolierteile 9 umgibt jeweils teilweise das Sensorelement 2 und eines der Kontaktelemente 4. Insbesondere umgibt jedes der Isolierteile 9 eine Kontaktstelle, an der das Sensorelement 2 mit dem jeweiligen Kontaktelement 4 verbunden ist. Auf diese Weise kann das Isolierteil 9 sicherstellen, dass es nicht zu einem Kurzschluss der elektrischen Kontakte zwischen dem Sensorelement 2 und den Kontaktelementen 4 kommt. Das Material der Isolierteile 9 kann ein Polytetrafluorethyle (PTFE), ein Fluorethylen-Propyle (FEP) oder ein Polyimid (PI) sein. In einer alternativen Ausführungsform ist nur eine der Kontaktstellen, an denen das Sensorelement 2 mit dem jeweiligen Kontaktelement 4 verbunden ist, von einem Isolierteil 9 umgeben. 4 shows a part of the 3 who in 3 with a circle X is marked. The temperature sensor 1 also has one or two insulating parts 9 on. Each of the insulating parts 9 each partially surrounds the sensor element 2 and one of the contact elements 4 , In particular, each of the insulating parts surrounds 9 a contact point at which the sensor element 2 with the respective contact element 4 connected is. In this way, the insulating part 9 Make sure that there is no short circuit in the electrical contacts between the sensor element 2 and the contact elements 4 comes. The material of the insulating parts 9 may be a polytetrafluoroethylene (PTFE), a fluoroethylene propylene (FEP) or a polyimide (PI). In an alternative embodiment, only one of the contact points where the sensor element 2 with the respective contact element 4 connected by an insulating part 9 surround.

Bei den Isolierteilen 9 handelt es sich um optionale Bestandteile des Temperatursensors 1. Es ist möglich, einen Temperatursensor 1 zu konstruieren, der keine Isolierteile 9 aufweist.With the insulating parts 9 These are optional components of the temperature sensor 1 , It is possible to have a temperature sensor 1 to construct, no insulating parts 9 having.

Der Temperatursensor 1 erstreckt sich entlang einer longitudinalen Achse. Der Temperatursensor 1 weist ein vorderes Ende 10 auf, an dem das Sensorelement 2 angeordnet ist. Der Temperatursensor 1 weist ferner ein hinteres Ende 11 auf, das dem vorderen Ende 10 gegenüberliegt und an dem die Kontaktelemente 4 hervorstehen. Die longitudinale Achse kann als Verbindungslinie des vorderen und des hinteren Endes 10, 11 definiert sein. Die Kontaktelemente 4 können sich in dem Bereich, der aus der Umhüllung herausragt, entlang der longitudinalen Achse erstrecken. Alternativ können die Kontaktelemente 4 in dem Bereich, der aus der Umhüllung herausragt, senkrecht zu der longitudinalen Achse verlaufen. Eine Länge der Umhüllung 8 ist als Länge L bezeichnet, wobei die Länge L definiert ist als Abstand der beiden am weitesten voneinander entfernt liegenden Punkte der Umhüllung 8. Die Länge L der Umhüllung 8 erstreckt sich entlang der longitudinalen Achse. Eine Querschnittsfläche QK der Umhüllung 8 ergibt sich als Schnittfläche senkrecht zu der Länge L. Die Querschnittsfläche QK kann sich entlang der longitudinalen Achse verändern. In einem hinteren Bereich weist die Umhüllung 8 eine größere Querschnittsfläche QK auf als in einem vorderen Bereich.The temperature sensor 1 extends along a longitudinal axis. The temperature sensor 1 has a front end 10 on, on which the sensor element 2 is arranged. The temperature sensor 1 also has a back end 11 on, the front end 10 opposite and on the the contact elements 4 protrude. The longitudinal axis can be used as a connecting line of the front and the rear end 10 . 11 be defined. The contact elements 4 may extend along the longitudinal axis in the area protruding from the enclosure. Alternatively, the contact elements 4 in the region protruding from the envelope, perpendicular to the longitudinal axis. A length of the serving 8th is as a length L designated, the length L is defined as the distance of the two furthest points of the envelope 8th , The length L the serving 8th extends along the longitudinal axis. A cross-sectional area Q K the serving 8th results as a sectional area perpendicular to the length L , The cross-sectional area Q K can change along the longitudinal axis. In a rear area, the enclosure 8th a larger cross-sectional area Q K on as in a front area.

Ein Verhältnis des größten Durchmessers der Querschnittsfläche QK zur Länge L der Umhüllung kann ≥ 0,01 sein.A ratio of the largest diameter of the cross-sectional area Q K to the length L of the envelope may be ≥ 0.01.

QE gibt die Querschnittsfläche eines Kontaktelements 4 an. Das Verhältnis der Querschnittsfläche QE des Kontaktelements 4 zur Querschnittsfläche QK der Umhüllung beträgt ≥ 0,01, wobei jeweils die größte Querschnittsfläche des Kontaktelements und der Umhüllung betrachtet werden. Q E gives the cross-sectional area of a contact element 4 on. The ratio of the cross-sectional area Q E of the contact element 4 to the cross-sectional area Q K of the cladding is ≥ 0.01, wherein in each case the largest cross-sectional area of the contact element and the cladding are considered.

dNTC gibt den Durchmesser des Sensorelements 2 in einer Richtung senkrecht zur longitudinalen Achse an. Der Abstand a gibt den Abstand zwischen einem vorderen Ende des Sensorelements 2 und einem vorderen Ende der Umhüllung 8 an. Für diesen Abstand und den Durchmesser dNTC des Sensorelementes 2 kann a ≥ dNTC / 4 gelten. Die Bedingung a ≥ dNTC / 4 beschreibt eine optimale Umspritzauslegung. Es sind aber auch andere Temperatursensoren möglich, für die a ≥ dNTC / 4 nicht erfüllt ist. d NTC gives the diameter of the sensor element 2 in a direction perpendicular to the longitudinal axis. The distance a indicates the distance between a front end of the sensor element 2 and a front end of the cladding 8th on. For this distance and the diameter d NTC of the sensor element 2 can apply a ≥ d NTC / 4. The condition a ≥ d NTC / 4 describes an optimal overmoulding design. However, other temperature sensors are also possible for which a ≥ d NTC / 4 is not fulfilled.

Die Umhüllung 8 wird in einem Spritzgussverfahren gebildet. Dazu können das Sensorelement 2, die Kontaktelemente 4 und die Schrumpfschläuche 9 direkt mit dem Material der Umhüllung 8 umspritzt werden. Durch die Verwendung eines duroplastischen Materials für die Umhüllung 8 ergeben sich bei dem Spritzgussverfahren zahlreiche Vorteile gegenüber einem thermoplastischen Material.The serving 8th is formed in an injection molding process. These can be the sensor element 2 , the contact elements 4 and the shrink tubing 9 directly with the material of the cladding 8th to be overmoulded. By using a thermosetting material for the wrapping 8th In the injection molding process, there are numerous advantages over a thermoplastic material.

Ist das duroplastische Material ausgehärtet, kann es nicht mehr aufgeschmolzen werden. Dementsprechend eignet sich die Umhüllung 8 auch für den Einsatz bei hohen Temperaturen. Beispielsweise kann aufgrund der Verwendung eines duroplastischen Materials für die Umhüllung 8 der Temperatursensor 1 in einem Temperaturbereich zwischen -40 °C und 250 °C eingesetzt werden.Once the thermosetting material has hardened, it can no longer be melted. Accordingly, the envelope is suitable 8th also for use at high temperatures. For example, due to the use of a thermoset material for the enclosure 8th the temperature sensor 1 be used in a temperature range between -40 ° C and 250 ° C.

Ferner ermöglicht es die Verwendung des duroplastischen Materials, die Umhüllung 8 mit einer geringen Wandstärke zu konstruieren. Das duroplastische Material weist vor dem Aushärten eine sehr niedrige Viskosität auf. Es zeigt dementsprechend ein sehr gutes Fließverhalten und kann somit präzise in die gewünschten Designkonturen gebracht werden. Darüber hinaus zeigt das duroplastische Material nach dem Aushärten eine hohe Robustheit, sodass auch niedrige Wandstärken einen gewünschten mechanischen Schutz des Sensorelements ermöglichen.Furthermore, the use of the thermoset material allows the sheath 8th to construct with a small wall thickness. The thermoset material has a very low viscosity before curing. It therefore shows a very good flow behavior and can therefore be brought precisely into the desired design contours. In addition, the thermoset material exhibits a high degree of robustness after curing, so that even low wall thicknesses allow a desired mechanical protection of the sensor element.

Da die Umhüllung 8 eine geringe Wandstärke aufweisen kann, hat sie eine geringe Wärmekapazität, sodass sich eine kurze Ansprechzeit des Temperatursensors 1 ergibt. Dementsprechend kann der Temperatursensor 1 eine sehr hohe Messreaktion zeigen. Darüber hinaus trägt die geringe Wandstärke zur Miniaturisierung des Temperatursensors 1 bei.Since the serving 8th has a low wall thickness, it has a low heat capacity, so that a short response time of the temperature sensor 1 results. Accordingly, the temperature sensor 1 show a very high measuring reaction. In addition, the low wall thickness contributes to the miniaturization of the temperature sensor 1 at.

Die gute Fließfähigkeit des Materials ermöglicht es, bei dem Spritzgussverfahren einen geringen Einspritzdruck und eine geringe Einspritzgeschwindigkeit zu verwenden, sodass das Spritzgussverfahren auch bei einem direkten Umspritzen des Sensorelementes 2 für das Sensorelement 2 sehr schonend durchgeführt werden kann und das Sensorelement 2 nicht belastet. Darüber hinaus zeigt das duroplastische Material ein geringes Schwindungsverhalten.The good flowability of the material makes it possible to use in the injection molding a low injection pressure and a low injection speed, so that the injection molding process even with a direct encapsulation of the sensor element 2 for the sensor element 2 can be carried out very gently and the sensor element 2 not charged. In addition, the thermoset material has a low shrinkage behavior.

5 zeigt den Temperatursensor 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Umhüllung 8, die das Sensorelement 2 umgibt, in einem indirekten Spritzgussverfahren gefertigt. Dazu wird zunächst ein Einlegeteil 12, das einen Teil der Umhüllung 8 bildet, in einem Spritzgussverfahren gefertigt. Bei dem Einlegeteil 12 handelt es sich um eine Halbschale. In die Halbschale wird dann das Sensorelement 2 zusammen mit den Kontaktelementen 4 eingelegt. Anschließend wird ein zweiter Teil 13 der Umhüllung 8 auf das Sensorelement 2 aufgebracht. Der zweite Teil 13 der Umhüllung 8 kann entweder unmittelbar auf das Sensorelement 2 in einem direkten Spritzgussverfahren aufgespritzt werden oder alternativ als vorgefertigte zweite Halbschale aufgebracht werden. 5 shows the temperature sensor 1 according to a second embodiment. According to the second embodiment, the envelope becomes 8th that the sensor element 2 surrounds, manufactured in an indirect injection molding process. This is initially an insert 12 That part of the serving 8th forms, produced in an injection molding process. At the insert 12 it is a half shell. In the half shell then the sensor element 2 together with the contact elements 4 inserted. Subsequently, a second part 13 the serving 8th on the sensor element 2 applied. The second part 13 the serving 8th can either be directly on the sensor element 2 be sprayed in a direct injection molding or alternatively applied as a prefabricated second half-shell.

Die in dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigte Umhüllung 8 unterscheidet sich in ihrer Form geringfügig von der Umhüllung 8 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Insbesondere ändert sich die Ausdehnung der Querschnittsfläche der zweiten Umhüllung 8 nicht zwischen dem hinteren Ende der Umhüllung 8 und dem vorderen Ende der Umhüllung 8. Davon abgesehen stimmt der Temperatursensor 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit dem Temperatursensor 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel überein.The enclosure shown in the second embodiment 8th differs slightly in shape from the envelope 8th according to the first embodiment. In particular, the extent of the cross-sectional area of the second enclosure changes 8th not between the back end of the serving 8th and the front end of the cladding 8th , Apart from that, the temperature sensor is correct 1 according to the second embodiment with the temperature sensor 1 according to the first embodiment.

Das erste Ausführungsbeispiel, bei dem die Umhüllung 8 in einem direkten Spritzgussverfahren aufgebracht wird, erfordert gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel weniger Prozessschritte. Daher kann das Herstellungsverfahren für das erste Ausführungsbeispiel schneller und günstiger durchgeführt werden.The first embodiment in which the envelope 8th is applied in a direct injection molding process, requires less process steps compared to the second embodiment. Therefore, the manufacturing method for the first embodiment can be performed faster and cheaper.

Die Umhüllung 8 kann in einer beliebigen in einem Spritzgussverfahren herstellbaren Form gefertigt sein. 6 zeigt einen Temperatursensor 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, der die Umhüllung 8 in einer anderen Geometrie zeigt. Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel weist die Umhüllung 8 jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist die Umhüllung 8 einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Dabei können die Ecken abgerundet sein.The serving 8th can be made in any form producible in an injection molding process. 6 shows a temperature sensor 1 according to a third embodiment, the sheath 8th in a different geometry shows. In the first and second embodiments, the enclosure 8th each have a circular cross section. According to the third embodiment, the enclosure 8th a rectangular cross section. The corners can be rounded.

Die Umhüllung 8 mit dem rechteckförmigen Querschnitt kann durch ein direktes Spritzgussverfahren, bei dem das Sensorelement 2 unmittelbar umspritzt wird, oder ein indirektes Spritzgussverfahren, bei dem zunächst ein Einlegeteil gefertigt wird, gefertigt werden.The serving 8th with the rectangular cross-section can by a direct injection molding process, in which the sensor element 2 is directly encapsulated, or an indirect injection molding process, in which initially an insert is made, are manufactured.

Bei dem dritten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Kontaktelementen 4 nicht um Drähte sondern um flache Metallteile. Die flachen Metallteile können auch bei dem ersten oder dem zweiten Ausführungsbeispiel zur elektrischen Anbindung des Sensorelements 2 eingesetzt werden. Die Umhüllung 8 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist ebenfalls ein duroplastisches Material auf und bietet die gleichen Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurden.In the third embodiment, the contact elements 4 not wires, but flat metal parts. The flat metal parts can also in the first or the second embodiment for the electrical connection of the sensor element 2 be used. The serving 8th According to the third embodiment also comprises a thermosetting material and offers the same advantages that have already been explained in connection with the first embodiment.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Temperatursensortemperature sensor
22
Sensorelementsensor element
33
Vorsprunghead Start
44
Kontaktelementcontact element
77
Isolierunginsulation
88th
Umhüllungwrapping
99
Schrumpfschlauchshrinkable tubing
1010
vorderes Endefront end
1111
hinteres Enderear end
1212
Einlegeteilinsert
1313
zweiter Teil der Umhüllungsecond part of the serving

Claims (16)

Temperatursensor (1), aufweisend ein Sensorelement (2), das zumindest teilweise von einer Umhüllung (8) umgeben ist, wobei die Umhüllung (8) ein duroplastisches Material aufweist.Temperature sensor (1), comprising a sensor element (2) which is at least partially surrounded by a sheath (8), wherein the sheath (8) comprises a thermosetting material. Temperatursensor (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Material der Umhüllung (8) auf Epoxidharz, Phenolharz, Polyurethane, Melaminharze oder Polyesterharze basiert.Temperature sensor (1) according to the preceding claim, wherein the material of the sheath (8) based on epoxy resin, phenolic resin, polyurethanes, melamine resins or polyester resins. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine Wandstärke der Umhüllung (8) in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 1,5 mm liegt.Temperature sensor (1) according to one of the preceding claims, wherein a wall thickness of the sheath (8) is in a range between 0.05 mm and 1.5 mm. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Temperatursensor (1) Kontaktelemente (4) aufweist, die teilweise von der Umhüllung (8) bedeckt sind, wobei die Kontaktelemente (4) sich in einem ersten Bereich, in dem die Kontaktelemente (4) von der Umhüllung (8) bedeckt sind, geradlinig erstecken und sich in einem zweiten Bereich, in dem die Kontaktelement (4) frei von der Umhüllung (8) sind, ebenfalls geradlinig in Verlängerung des ersten Bereichs erstrecken, oder wobei die Kontaktelemente (4) sich in einem ersten Bereich, in dem die Kontaktelemente (4) von der Umhüllung (8) bedeckt sind, geradlinig erstecken und die Kontaktelemente (4) in einem zweiten Bereich, in dem die Kontaktelement (4) frei von der Umhüllung (8) sind, senkrecht zu dem ersten Bereich verlaufen.Temperature sensor (1) according to one of the preceding claims, the temperature sensor (1) having contact elements (4) partially covered by the enclosure (8), wherein the contact elements (4) extend in a straight line in a first region, in which the contact elements (4) are covered by the sheath (8), and in a second region, in which the contact elements (4) are free of the sheath (8 ), likewise extending in a straight line in extension of the first region, or wherein the contact elements (4) extend in a straight line in a first region in which the contact elements (4) are covered by the sheath (8) and the contact elements (4) in a second region in which the contact element (4) is free from the envelope (8) are perpendicular to the first region. Temperatursensor (1) gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei der Temperatursensor (1) ein hinteres Ende (11), an dem ein Kontaktelement (4) aus der Umhüllung (8) herausragt, und ein vorderes Ende (10), das dem hinteren Ende (11) gegenüberliegt, aufweist, wobei an dem vorderen Ende (10) des Temperatursensors (1) das Sensorelement (2) von der Umhüllung (8) bedeckt ist, wobei eine Wandstärke (a) der Umhüllung (8) an dem vorderen Ende (10) des Temperatursensors (1) zumindest ein Viertel eines Durchmessers (dNTC) des Sensorelements (2) beträgt.Temperature sensor (1) according to the preceding claim, wherein the temperature sensor (1) has a rear end (11), at which a contact element (4) protrudes from the enclosure (8), and a front end (10), the rear end (10). 11), wherein at the front end (10) of the temperature sensor (1) the sensor element (2) is covered by the sheath (8), wherein a wall thickness (a) of the sheath (8) at the front end (10 ) of the temperature sensor (1) is at least a quarter of a diameter (d NTC ) of the sensor element (2). Temperatursensor (1) gemäß einem Ansprüche 4 oder 5, wobei ein Verhältnis einer Querschnittsfläche (QK) der Umhüllung (8) zur Querschnittsfläche (QE) eines Kontaktelements (4) größer gleich 0,01 ist.Temperature sensor (1) according to a Claims 4 or 5 in which a ratio of a cross-sectional area (Q K ) of the sheath (8) to the cross-sectional area (Q E ) of a contact element (4) is greater than or equal to 0.01. Temperatursensor (1) gemäß einem Ansprüche 4 bis 6, wobei die Kontaktelemente (4) eine Leitung, einen Draht, eine Litze oder geformte Metallteile aufweisen, und/oder wobei die Kontaktelemente (4) aus Metall oder einer Metalllegierung bestehen und zum Beispiel Kupfer und/oder Nickel aufweisen.Temperature sensor (1) according to a Claims 4 to 6 in which the contact elements (4) comprise a line, a wire, a strand or shaped metal parts, and / or wherein the contact elements (4) are made of Metal or a metal alloy and have, for example, copper and / or nickel. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensorelement (2) ein NTC-Element ist.Temperature sensor (1) according to one of the preceding claims, wherein the sensor element (2) is an NTC element. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Sensorelement (2) vollständig von der Umhüllung (8) bedeckt ist, oder wobei das Sensorelement (2) zumindest teilweise von der Umhüllung (8) unbedeckt ist.Temperature sensor (1) according to one of the preceding claims, wherein the sensor element (2) is completely covered by the sheath (8), or wherein the sensor element (2) is at least partially uncovered by the sheath (8). Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Material der Umhüllung (8) eine Wasseraufnahme von weniger als 1 % aufweist, und/oder wobei das Material der Umhüllung (8) eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,1 W/mK aufweist, und/oder wobei das Material der Umhüllung (8) einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von mindestens 10 × 10-6 1/K aufweist, und/oder wobei das Material der Umhüllung (8) eine Form- und Verarbeitungsschwindung von weniger als 0,5 % aufweist, und/oder wobei das Material der Umhüllung (8) eine Nachschwindung von weniger als 0,05 % aufweist, und/oder wobei das Material der Umhüllung (8) eine elektrische Durchschlagsfestigkeit von mindestens 10 kV/mm aufweist.Temperature sensor (1) according to one of the preceding claims, wherein the material of the sheath (8) has a water absorption of less than 1%, and / or wherein the material of the sheath (8) has a thermal conductivity of at least 0.1 W / mK, and / or wherein the material of the sheath (8) has a thermal expansion coefficient of at least 10 × 10 -6 1 / K, and / or wherein the material of the sheath (8) has a forming and processing shrinkage of less than 0.5%, and / or wherein the material of the sheath (8) has a shrinkage of less than 0.05%, and / or wherein the material of the sheath (8) has an electrical breakdown strength of at least 10 kV / mm. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Verhältnis eines Durchmessers der Umhüllung (8) zu einer Länge der Umhüllung (8) größer gleich 0,01 ist.Temperature sensor (1) according to one of the preceding claims, wherein a ratio of a diameter of the sheath (8) to a length of the sheath (8) is greater than or equal to 0.01. Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors (1), aufweisend die Schritte: a. Bereitstellen eines Sensorelements (2), b. Zumindest teilweises Umhüllen des Sensorelements (2) mit einem duroplastischen Material in einem Spritzgussverfahren.Method for producing a temperature sensor (1), comprising the steps: a. Providing a sensor element (2), b. At least partially enveloping the sensor element (2) with a thermosetting material in an injection molding process. Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Sensorelement (2) in Schritt b. direkt mit dem duroplastischen Material umhüllt wird, oder wobei in Schritt b. zunächst in einem Spritzgussverfahren ein Einlegeteil (12) aus dem duroplastischen Material gefertigt wird, in das das Sensorelement (2) horizontal oder vertikal eingelegt wird, wobei anschließend ein weiterer Teil (13) der Umhüllung (8) auf das Sensorelement (2) aufgebracht wird.Method according to the previous claim, wherein the sensor element (2) in step b. is wrapped directly with the thermosetting material, or wherein in step b. first an injection part (12) is made of the thermosetting material in an injection molding process, in which the sensor element (2) is inserted horizontally or vertically, wherein subsequently a further part (13) of the envelope (8) is applied to the sensor element (2) , Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei das duroplastischen Material während und/oder nach einer Formgebung ausgehärtet wird.Method according to one of Claims 12 or 13 wherein the thermoset material is cured during and / or after shaping. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das duroplastische Material durch Aufwärmen und/oder eine Zugabe von einer chemischen Komponente und/oder durch Bestrahlung mit UV-Strahlung gehärtet wird.Method according to one of Claims 12 to 14 wherein the thermoset material is cured by heating and / or an addition of a chemical component and / or by irradiation with UV radiation. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei eine Viskosität des duroplastischen Materials vor und/oder während einer Formgebung verringert wird.Method according to one of Claims 12 to 15 wherein a viscosity of the thermoset material is reduced before and / or during molding.
DE102018102709.5A 2018-02-07 2018-02-07 Temperature sensor and a method of manufacturing the temperature sensor Pending DE102018102709A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018102709.5A DE102018102709A1 (en) 2018-02-07 2018-02-07 Temperature sensor and a method of manufacturing the temperature sensor
PCT/EP2019/052789 WO2019154812A1 (en) 2018-02-07 2019-02-05 Temperature sensor and method for producing the temperature sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018102709.5A DE102018102709A1 (en) 2018-02-07 2018-02-07 Temperature sensor and a method of manufacturing the temperature sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018102709A1 true DE102018102709A1 (en) 2019-08-08

Family

ID=65279564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018102709.5A Pending DE102018102709A1 (en) 2018-02-07 2018-02-07 Temperature sensor and a method of manufacturing the temperature sensor

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018102709A1 (en)
WO (1) WO2019154812A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4445109A (en) * 1981-02-11 1984-04-24 Nippondenso Co., Ltd. Temperature sensing device
US20070110124A1 (en) * 2003-06-25 2007-05-17 Tdk Corporation Temperature sensor
US20090110378A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 Smiths Medical Asd, Inc. Environmentally protected thermistor for respiratory system
US20110044374A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Therm-O-Disc, Incorporated Temperature sensor
DE202014002881U1 (en) * 2014-04-03 2015-07-07 S + S Regeltechnik Gmbh Immersion sensor sensor and device for its assembly with a connection cable
US9322718B2 (en) * 2010-08-16 2016-04-26 Shibaura Electronics Co., Ltd. Temperature sensor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19621000C2 (en) * 1996-05-24 1999-01-28 Heraeus Sensor Nite Gmbh Temperature sensor with a measuring resistor
JP5300432B2 (en) * 2008-11-18 2013-09-25 ユニチカ株式会社 Electronic component device and manufacturing method thereof
KR101008310B1 (en) * 2010-07-30 2011-01-13 김선기 Ceramic chip assembly
DE102013219092B4 (en) * 2013-09-23 2015-04-09 Conti Temic Microelectronic Gmbh Arrangement of a temperature sensor with an electrically insulating sheath
JP6150971B1 (en) * 2017-02-10 2017-06-21 株式会社岡崎製作所 Resistance thermometer sensor and manufacturing method thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4445109A (en) * 1981-02-11 1984-04-24 Nippondenso Co., Ltd. Temperature sensing device
US20070110124A1 (en) * 2003-06-25 2007-05-17 Tdk Corporation Temperature sensor
US20090110378A1 (en) * 2007-10-29 2009-04-30 Smiths Medical Asd, Inc. Environmentally protected thermistor for respiratory system
US20110044374A1 (en) * 2009-08-21 2011-02-24 Therm-O-Disc, Incorporated Temperature sensor
US9322718B2 (en) * 2010-08-16 2016-04-26 Shibaura Electronics Co., Ltd. Temperature sensor
DE202014002881U1 (en) * 2014-04-03 2015-07-07 S + S Regeltechnik Gmbh Immersion sensor sensor and device for its assembly with a connection cable

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019154812A1 (en) 2019-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1634687B1 (en) Method for producing hybrid parts
DE112010001698T5 (en) Melting resistance, process for its production and process for its installation
DE102006047938A1 (en) Injected plastic component with insert
DE102009016914A1 (en) Waterproof plug and method of making the same
DE10111657A1 (en) Method for producing a housing for sensor elements, and sensor, in particular temperature sensor
DE602006000223T2 (en) Electronic device and method of making the same
DE4143671C2 (en) Method of manufacturing a temperature switch
EP2122784B1 (en) Sensor arrangement
DE102017218603A1 (en) Interconnects
EP2133539A2 (en) Throttle valve support with throttle valve
DE2607058A1 (en) METHOD AND SHAPE FOR MANUFACTURING SHAPED CABLE SPLICE SITES
DE102017102912B4 (en) Method for connecting an electrical device to a connection cable and electrical device to a connection cable
DE4431026C2 (en) Motor vehicle sensor
DE3324865C1 (en) Monitoring element for brake lining wear
DE102018102709A1 (en) Temperature sensor and a method of manufacturing the temperature sensor
DE4423985C2 (en) Method for producing a moisture-proof connection of an electrical line to a thermistor of a temperature sensor
EP3002828A1 (en) Sealing assembly and method for sealing the junction between electrical conductors
EP0664204B1 (en) Plastic container with embedded contact plug
EP3479664B1 (en) Method for producing a control unit, in particular for a vehicle, and control unit, in particular for a vehicle
DE19835613C2 (en) Electrically conductive resin composition and its use for the production of molded resin parts
EP1371124B1 (en) Method for producing a bar-type conductor
DE3623927C1 (en) Method for fitting a coupling element to the end of an electrical cable (line, lead)
EP0152851A2 (en) Process for making an envelope insulating the transition part between multiple flat cables and arrays of contacting plugs or sockets connected to their conductors, and a multiple flat cable with such an insulating envelope
DE4423677C2 (en) Single or multi-pin connector with molded housing
DE10141218B4 (en) Process for the production of a connection arrangement as well as connection arrangement produced according to this method

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHA, DE

R016 Response to examination communication