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Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturfühler mit einem eingebauten Thermistorelement, der an unterschiedlichen Einsatzorten zur Erfassung einer Temperatur verwendbar ist und der zur Verwendung als ein eine Katalysatortemperatur und eine Auspuffanlagentemperatur bei Dieselmotoren und Benzinmotoren erfassender Temperaturfühler einer Hochtemperatur-Thermistorbauart geeignet ist.
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Bei herkömmlichen Temperaturfühlern einer Hochtemperatur-Thermistorbauart, die eine Katalysatortemperatur und eine Auspuffanlagentemperatur bei Dieselmotoren und Benzinmotoren erfassen, ist in einem zylinderförmigen Gehäuse ein Thermistorelement untergebracht, das mit einem Thermistorabschnitt und Elektrodendrähten (normalerweise Platindrähten) zur Entnahme von Thermistorsignalen versehen ist. Um einen Bruch der Platindrähte durch Absorption von mechanischen Spannungen aufgrund von Motorschwingungen und der zwischen etwa –40°C bis etwa 1000°C schwankenden Temperatur zu verhindern, ist eine Öffnung in einem Ende des zylinderförmigen Gehäuses um das Thermistorelement herum mit einem isolierenden Dämpfungsmaterial gefüllt, so dass sich ein eine Einheit bildender Aufbau ergibt.
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Um von der genannten Öffnung aus einen Eintritt von Abgas in das zylinderförmige Gehäuse und ferner ein Auslaufen des isolierenden Dämpfungsmaterials aus dem Gehäuse zu verhindern, ist das genannte zylinderförmige Gehäuse zudem von dem die besagte Öffnung enthaltenden Ende aus in ein mit einem Boden versehenes zylinderförmiges Metallrohr eingeschoben. Infolgedessen ergibt sich ein Doppelzylinderaufbau, in dem die vorstehend genannte Einheit untergebracht ist, wobei eine Form Verwendung findet, bei der die besagte Öffnung von dem Boden des Metallrohrs bedeckt ist.
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Die
DE 40 21 997 A1 offenbart in
8 einen Temperaturfühler einer axialen Thermistorbauart, bei der die Entnahme der Thermistorsignale über zwei Platindrähte erfolgt, die sich vom Thermistorabschnitt aus in zueinander entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Die
US 5 481 240 A offenbart andererseits einen Temperaturfühler einer radialen Thermistorbauart, bei der die Entnahme der Thermistorsignale über zwei Elektrodendrähte erfolgt, die sich vom Thermistorabschnitt aus in dieselbe Richtung erstrecken.
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In Verbindung mit höheren Motorgeschwindigkeiten, die sich in den letzten Jahren aus einer verbesserten Motorleistung ergeben haben, werden jedoch infolge einer Verstärkung des den Fühler haltenden Aufbaus an der Stelle (Katalysator oder Auspuffrohr usw.), an der der Fühler angebracht ist, auf den Kühler unter höheren Frequenzen (von beispielsweise 1 kHz oder mehr) Schwingungen stärkeren Ausmaßes aufgebracht. Aufgrund dieser intensiveren, hochfrequenten Schwingungen werden folglich, wie nachstehend dargestellt ist, immer häufiger mit einem Bruch der Platindrähte verbundene Probleme beobachtet.
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Einen Problempunkt stellt das isolierende Dämpfungsmaterial dar. Obwohl bei dem obengenannten herkömmlichen Aufbau ein Herauslaufen von isolierendem Dämpfungsmaterial durch die Abdeckung der Öffnung in dem zylinderförmigen Gehäuse mit einem Metallrohr verhindert wird, existiert, da das Gehäuse in ein Metallrohr eingeschoben ist, zwischen dem Gehäuse und dem Metallrohr ein äußerst enger Spalt (in der Größenordnung von mehreren Zehnteln eines Millimeters).
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Wenn dann auf den Fühler intensive, hochfrequente Schwingungen aufgebracht werden, werden aufgrund der hohen Frequenz in dem innerhalb des Gehäuses untergebrachten isolierenden Dämpfungsmaterial auf granularem Niveau Schwingungen hervorgerufen. Die Körnchen brechen allmählich auf und bilden winzige Bruchstücke, die in den vorstehend genannten Spalt eindringen können. Folglich laufen diese winzigen Bruchstücke aus der erwähnten Öffnung in diesen Spalt aus, was zu einem Verlust der Thermistorelement-Haltewirkung und schließlich zu dem Risiko eines Schwingungsbruchs der Elektrodendrähte führt.
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Einen anderen Problempunkt stellt die Struktur der Elektrodendrähte selbst dar. Obwohl für die Elektrodendrähte normalerweise Platindrähte verwendet werden, findet nämlich laut einer von den Erfindern durchgeführten Untersuchung im Verlauf der Thermistorelementherstellung bei dem Brennvorgang, während dem die Platindrähte bei 1300 bis 1600°C unter Einbettung in ein Thermistormaterial (normalerweise ein Halbleitermaterial) und Brennen (Aufschrumpfung) gebildet werden, eine zunehmende Vergröberung der Kristallkörner des Platinmaterials statt. Durch intensive, hochfrequente Schwingungen wird an den Korngrenzen der groben Kristalle eine Verschiebung bzw. ein Abgleiten herbeigeführt, was zu dem Risiko eines Korngrenzenbruchs der Platindrähte führt.
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Angesichts dessen ist bei Elektrodendrähten von Thermistorelementen wegen der mit höheren Motorgeschwindigkeiten verbundenen hochfrequenten Schwingungen in Zukunft mit einer Erhöhung der Bruchwahrscheinlichkeit zu rechnen.
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In Anbetracht der obengenannten Probleme beim Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Temperaturfühler einer Thermistorbauart, der mit einem einen Thermistorabschnitt und Elektrodendrähte zur Entnahme von Thermistorsignalen aufweisenden Thermistorelement versehen ist, einen durch hochfrequente Schwingungen hervorgerufenen Bruch der Elektrodendrähte zu verhindern.
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Dem Fachmann war in diesem Zusammenhang aus der
DE 195 31 242 C1 ein warmfester Platinwerkstoff bekannt, der mehr als 99,5 Gew.-% Platin sowie zur Dispersionshärtung 0,1–0,35 Gew.-% Zirconium und/oder Zirconiumoxid und 0,002–0,02 Gew.-% Bor und/oder Boroxid enthält. Dem Fachmann war außerdem aus der
US 3 622 310 A ein Verfahren zur Herstellung einer dispersionsgehärteten Platin-Rhodium-Legierung oder Platin-Palladium-Legierung genannt, zu denen jeweils Zirconium hinzugegeben wird.
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Die vorliegende Erfindung kam dadurch zustande, das für die Elektrodendrähte verwendete Platinmaterial mit einer derartigen Struktur zu versehen, dass die Kristallkörner selbst dann nicht vergröbern, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind.
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Basierend auf dem vorstehend erwähnten Punkt führten die Erfinder umfangreiche Untersuchungen hinsichtlich eines Elektrodendrahtmaterials durch, das selbst dann nicht bricht, wenn das isolierende Dämpfungsmaterial aufbricht, aus dem Gehäuse austritt und das Thermistorelement hochfrequenten Schwingungen unterliegt. Dadurch gelangten die Erfinder zu der Erfindung.
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Und zwar sieht die Erfindung zur Lösung der oben genannten Aufgabe einen Temperaturfühler einer Thermistorbauart vor, der die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale hat.
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Bei der Erfindung ist die zunehmende Vergröberung der Kristallkörner des Platinmaterials unterdrückt, die bei dem Brennvorgang des vorstehend beschriebenen Thermistorelements auftritt. Da hochfrequente Schwingungen selbst dann zu keinem Bruch der Elektrodendrähte führen, wenn sie ein Abgleiten der Korngrenze der Kristalle herbeiführen, lässt sich ein Bruch der Elektrodendrähte verhindern.
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Das genannte dispersionsgehärtete Material ist ein Material, bei dem 0,02–2 Gew.-% oder mehr Metalloxid hinzugegeben ist, wenn die Menge des Platins oder der Platinlegierung 100 Gew.-% einnimmt. Obgleich das Metalloxid die Wirkung zeigt, eine zunehmende Vergröberung von Körnern des Platins oder der Platinlegierung zu verhindern, kann es eine zunehmende Vergröberung der Körner des Platins oder der Platinlegierung nicht ausreichend unterdrücken, falls die Menge des Metalloxids weniger als 0,02 Gew.-% beträgt. Falls die Menge des hinzugegebenen Metalloxids größer als 2 Gew.-% ist, wird die Leichtigkeit, mit der sich der Elektrodendraht ziehen lässt, drastisch beeinträchtigt und nimmt der Widerstand des Elektrodendrahts selbst zu, wodurch es schwierig wird, angemessen Widerstandsänderungen des Thermistorelements zu erfassen.
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Für das genannte Metalloxid kann zumindest ein Vertreter aus der Auswahl der Stoffe Zirconium-, Yttrium-, Aluminium- und Titanoxid verwendet werden. Zur Verbesserung der Festigkeit der Elektrodendrähte wird für die genannte Platinlegierung eine Platinlegierung verwendet, die auf das Platin bezogen zumindest einen Vertreter aus der Auswahl der Stoffe Rhodium, Gold, Wolfram und Palladium enthält.
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Darüber hinaus ist es vorzuziehen, dass die Kristallkorngröße in Richtung des Drahtdurchmessers der aus dem genannten dispersionsgehärteten Material hergestellten Elektrodendrähte kleiner als der Drahtdurchmesser ist und dass die Korngröße insbesondere kleiner oder gleich der Hälfte des Drahtdurchmessers ist.
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Die sich durch das genannte dispersionsgehärtete Material ergebende Wirkung, einen Drahtbruch zu verhindern, stellt sich selbst dann ein, wenn die Elektrodendrähte an dem Thermistorabschnitt durch Aufschrumpfung befestigt sind.
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Die Erfindung wird nun anschließend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Querschnittsansicht eines Temperaturfühlers einer Thermistorbauart gemäß einem nicht zur Erfindung gehörigen Beispiel;
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2A und 2B schematische Darstellungen der Kristallstruktur eines Platindrahts bei hohen Temperaturen;
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3 eine Perspektivansicht des Aufbaus eines radialen Thermistorelements;
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4A und 4B Perspektivansichten der Form von Elektrodendrähten; und
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5 eine Querschnittsansicht eines Temperaturfühlers einer Thermistorbauart gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Im Folgenden findet der Temperaturfühler der Thermistorbauart bei einem Temperaturfühler einer Hochtemperatur-Thermistorbauart Anwendung, der die Katalysatortemperatur und Auspuffanlagentemperatur von Dieselmotoren und Benzinmotoren erfasst. 1 zeigt im Querschnitt den Aufbau eines Temperaturfühlers 100 einer Thermistorbauart gemäß einem nicht zur Erfindung gehörigen Beispiel.
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Die Bezugszahl 10 bezeichnet ein Thermistorelement für hohe Temperaturen, das zur Verwendung bei hohen Temperaturen (von beispielsweise 1000°C und mehr) geeignet ist und sich zum Beispiel aus einem zylinderförmigen Thermistorabschnitt 11, der aus einem Halbleitermaterial (Thermistormaterial) hergestellt ist, das als Hauptbestandteil Cr-Mn aufweist, und einem Elektrodendrahtpaar (Platinelektroden) 12 und 13 zur Entnahme von Ausgangssignalen (Widerstand (R)-Temperatur (T)-Kennwerten) von dem Thermistorabschnitt 11 zusammensetzt.
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Die Elektrodendrähte 12 und 13 sind getrennte stabförmige Drähte (siehe 4A), die aus einem dispersionsgehärteten Material (mit beispielsweise ungefähr 0,3–1,0 mm Durchmesser) hergestellt sind, das als Hauptbestandteil Platin oder eine Platinlegierung aufweist, wobei sie selbst dann Kristallstabilität zeigen, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Abgesehen davon, dass eines ihrer jeweiligen Enden in dem Thermistorabschnitt 11 eingebettet und durch Aufschrumpfung befestigt ist, erstrecken sie sich zueinander entgegengesetzt in die Säulenachsenrichtung des Thermistorabschnitts 11, weshalb sie eine axiale Bauart darstellen.
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Darüber hinaus ist jedes der eingebetteten Enden der Elektrodendrähte 12 und 13 innerhalb des Thermistorabschnitts 11 getrennt. Das Thermistorelement 10 weist somit in beiden axialen Enden des Thermistorabschnitts 11 eingebettete und ausgebildete Elektrodendrähte 12 und 13 auf und wird durch Brennen bei einer hohen Temperatur von 1300–1600°C ausgebildet.
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Das auf der von dem eingebetteten Ende entgegengesetzten Seite liegende Ende des Elektrodendrahts 12 ist durch Verschweißung mit einem Seelendraht 21 eines mineralisolierten Kabels 20 verbunden, das nachstehend beschrieben ist, und wird von dem nicht gezeigten anderen Ende des mineralisolierten Kabels 20 aus mittels eines nicht gezeigten Leitungsdrahts zu einer externen Steuerungsschaltung geführt. Das von dem eingebetteten Ende aus auf der entgegengesetzten Seite liegende Ende des Elektrodendrahts 13 ist dagegen an einem Masseleitungsdraht 30 angeschweißt und befestigt und mittels dieses Masseleitungsdrahts 30 mit der Innenseite des nachstehend beschriebenen Metallgehäuses 40 verschweißt. Die Verbindung der jeweiligen Elektrodendrähte 12 und 13 mit den jeweiligen Drähten 21 und 30 kann dabei dadurch erfolgen, dass jeder zu verbindende Draht von beiden Richtungen eines rostfreien Stahlrohrs aus eingeschoben und verschweißt wird.
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Das vorstehend genannte mineralisolierte Kabel (Verdrahtungsbauteil) 20 besteht aus einem aus beispielsweise SUS310S hergestellten Metallseelendraht 21, MgO oder einem anderen isolierenden Pulver 22 und einem aus beispielsweise SUS310S hergestellten Metallaußenrohr 23. Da das mineralisolierte Kabel 20 während eines Glühvorgangs durch wiederholtes Dünnen des Außendurchmessers des Außenrohrs 23 ausgebildet wird, ist der Seelendraht 21 innerhalb des zu einer hohen Dichte zusammengepressten isolierenden Pulvers 22 sicher befestigt.
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Das vorstehend genannte Metallgehäuse (erstes Gehäuse) 40 nimmt das Thermistorelement 10 auf und ist in Form eines an beiden Enden Öffnungen aufweisenden dünnwandigen Zylinders aus einem wärmebeständigen elektrisch leitenden Metall wie etwa SUS310S ausgebildet. Das Außenrohr 23 des mineralisolierten Kabels 20 ist in eine Öffnung 41 an einem Ende des Metallgehäuses 40 eingeschoben, wobei es an dem Abschnitt, den es überlappt, an dem Metall des Gehäuses 40 angeschweißt und befestigt ist. Die Form der Öffnung 41 des Metallgehäuses 40 ist daher so gestaltet, dass sie durch das mineralisolierte Kabel 20 verschlossen wird.
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In den Spalt des Abschnitts, in dem innerhalb des Metallgehäuses 40 das Thermistorelement 10 untergebracht ist, wird koaguliertes Isolierpulver (isolierendes Dämpfungsmaterial) 50 wie etwa Al2O3 eingefüllt, was zu einer Form führt, bei der das Thermistorelement 10 innerhalb des Metallgehäuses 40 isoliert und gehalten wird. Das koagulierte Isolierpulver 50 wird hergestellt, indem ein Pulver mit Wasser gemischt wird, um einen Schlicker auszubilden, der in das Metallgehäuse 40 von der Öffnung 42 des Metallgehäuses 40 aus eingefüllt wird, die auf der von der Öffnung 41, in die das mineralisolierte Kabel 20 eingeschoben ist, entgegengesetzten Seite liegt. Danach wird der Schlicker bei einer Temperatur zwischen vorzugsweise 700°C und 1000°C und besser 800°C bis 1000°C und am besten bei 900°C erhitzt und koaguliert, wodurch er das Thermistorelement 10 isoliert und hält.
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Darüber hinaus ist in dem Abschnitt des Umfangs des Metallgehäuses 40, in dem das isolierende Pulver 50 enthalten ist, ein nicht gezeigtes Loch bereitgestellt, das als Luftabzug wirkt, um den Füllvorgang während des Einfüllens des isolierenden Pulvers 50 von der Öffnung 42 aus zu erleichtern.
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Auf diese Weise können mittels des Seelendrahts 21 von dem sich von dem Thermistorabschnitt 11 zu der Öffnung 41 hin erstreckenden Elektrodendraht 12 und mittels des Masseleitungsdrahts 30 und Metallgehäuses 40 von dem sich von dem Thermistorabschnitt 11 zu der Öffnung 42 hin erstreckenden Elektrodendraht 13 durch eine externe Steuerungsschaltung Thermistorsignale (R-T-Kennwerte) entnommen werden.
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Darüber hinaus ist die Einheit, die sich aus dem Thermistorelement 10, dem mineralisolierten Kabel 20, dem Masseleitungsdraht 30, dem Metallgehäuse 40 und dem isolierenden Pulver 50 zusammensetzt, von einem aus einem Metall wie etwa SUS310S bestehenden Schutzrohr (zweiten Gehäuse) 60 in Form eines mit einem Boden versehenen Zylinders bedeckt. Das Schutzrohr 60 bedeckt die Öffnung 42 des Metallgehäuses 40 mit der Innenfläche seines Bodens 61.
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In ungefähr den gesamten (beispielsweise mehrere Zehntel eines Millimeters messenden) Spalt zwischen der Außenfläche des Metallgehäuses 40 und der Innenfläche des Schutzrohrs 60 ist ein wärmebeständiges Klebemittel 70 eingefüllt, das beispielsweise aus einem warmausgehärteten Aushärtungsklebemittel auf Aluminiumoxidbasis besteht. In Hinblick auf die Arbeitstemperatur bei Verwendung als Abgastemperaturfühler ist dabei vorzuziehen, dass das Klebemittel 70 eine Wärmebeständigkeit von zumindest beispielsweise 1000°C aufweist, wobei ein Beispiel für ein derartiges Klebemittel Sumiselam (Markenname) ist, das von Asahi Chemical Company, Ltd. hergestellt wird.
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Das Klebemittel 70 ist an dem Teilabschnitt des Spalts zwischen dem Metallgehäuse 40 und dem Schutzrohr 60 (nachstehend einfach als Spalt bezeichnet) angeordnet, der dem Abschnitt innerhalb des Metallgehäuses 40 entspricht, in dem isolierendes Pulver 50 eingefüllt ist, wobei es gegenüber dem Boden 61 des Schutzrohrs 60 die Öffnung des Metallgehäuses 40 sowie das vorstehend erwähnte (nicht gezeigte) Luftablassloch versiegelt. Bei diesem Beispiel ist das Klebemittel 70 außerdem teilweise in dem Abschnitt des Spalts angeordnet, der dem Abschnitt entspricht, in dem das mineralisolierte Kabel 20 innerhalb des Metallgehäuses 40 untergebracht ist.
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Der Zusammenbau der aus dem Thermistorelement 10, dem mineralisolierten Kabel 20, dem Masseleitungsdraht 30, dem Metallgehäuse 40 und dem isolierenden Pulver 50 bestehenden Einheit mit dem Schutzrohr 60 und dem Klebemittel 70 erfolgt wie nachstehend beschrieben. Nach dem Einschieben der genannten Einheit von der Seite der Öffnung 42 aus in das mit einem Klebemittel wie etwa einem Aushärtungsklebemittel auf Aluminiumoxidbasis gefüllte Schutzrohr 60 wird das Klebemittel warmausgehärtet. Auf diese Weise wird ein Aufbau ausgebildet, bei dem das Klebemittel 70 in dem Spalt angeordnet ist.
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Als nächstes erfolgt eine Erläuterung der Funktionsweise dieses Beispiels.
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Von der Umgebung aus, in der der in 1 gezeigte Hochtemperaturfühler eingebaut ist, wirkt auf den die Temperatur erfassenden Abschnitt des Hochtemperaturfühlers eine Temperatur von etwa –40°C bis 1000°C ein, was infolge der thermischen Ausdehnung und Kontraktion der Verbundbauteile durch die Kälte oder Hitze zum Auftreten von thermischer Spannung führt. Wenn das isolierende Thermistorelement dabei von dem Pulver 50 in einem fein zusammengepressten, festen Zustand fixiert und gehalten wird, kann die thermische Spannung nicht vollständig absorbiert werden, was zu dem Auftreten eines Bruchs des Elektrodendrahts 12 oder 13 oder des Masseleitungsdrahts 30 usw. führt. Bei dem vorliegenden Beispiel absorbiert folglich das das Thermistorelement 10 haltende und fixierende isolierende Pulver 50 durch thermische Spannung hervorgerufene Bewegungen, indem zwischen den Körnern des isolierenden Pulvers 50 in dem wie vorstehend beschriebenen koagulierten Zustand winzige Lücken ausgebildet werden.
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Wenn jedoch auf die aus den genannten Bauteilen 10 bis 50 bestehende Einheit (den die Temperatur erfassenden Fühlerabschnitt) hochfrequente Schwingungen und insbesondere Schwingungen von 1 kHz oder mehr aufgebracht werden, die bei hohen Motorgeschwindigkeiten usw. erzeugt werden, vibriert das im koagulierten Zustand verfestigte isolierende Pulver auf Kornniveau und bricht allmählich in winzige Bruchstücke auf. Da das in den Spalt zwischen dem Schutzrohr 60 und dem Metallgehäuse 40 eingefüllte Klebemittel 70 die Öffnung 42 versiegelt, kann dabei ein Aus laufen von isolierendem Pulver 50 aus dem Metallgehäuse 40 verhindert werden, wodurch die haltende Wirkung des Thermistorelements 10 aufrechterhalten und ein Bruch der Elektrodendrähte 12 und 13 durch hochfrequente Schwingungen verhindert werden kann.
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Da für die Elektrodendrähte 12 und 13 das genannte dispersionsgehärtete Material verwendet wird, das selbst dann Kristallstabilität zeigt, wenn es hohen Temperaturen ausgesetzt ist, führt die Aufbringung von hochfrequenten Schwingungen zudem zu keinem Reißen der Korngrenze, wodurch ein Drahtbruch verhindert werden kann. Die sich dabei bei einer hohen Temperatur (900°C × 100 Stunden) ergebende Kristallstruktur des dispersionsgehärteten Materials ist in 2 gezeigt, die eine schematische Darstellung eines Mikroskopiebilds wiedergibt. 2A zeigt die Kristallstruktur von Elektrodendrähten, die aus üblicherweise verwendetem gewöhnlichem Platin (Vergleichsbeispiel) bestehen, während 2B die Kristallstruktur von Elektrodendrähten zeigt, die aus dem genannten dispersionsgehärteten Material bestehen.
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Im Fall gewöhnlichen Platins vergröbern in einer Hochtemperaturumgebung die Platinkristallkörner zunehmend, wobei die Platinkristallkorngröße in Richtung des Drahtdurchmessers ein Maximalniveau erreicht, das gleich dem Drahtdurchmesser ist. Wenn an der Korngrenze der Kristallkörner, die ungefähr gleich groß wie der Drahtdurchmesser sind, intensive, hochfrequente Schwingungen ein Abgleiten herbeiführen, brechen die Drähte schließlich. Im Fall des genannten dispersionsgehärteten Materials ist die Platinkristallkorngröße in Richtung des Drahtdurchmessers jedoch kleiner als der Drahtdurchmesser und tritt selbst bei Herbeiführung eines Abgleitens der Korngrenze kein Bruch auf. Es ist daher vorzuziehen, dass die Korngröße kleiner oder gleich der Hälfte des Drahtdurchmessers ist.
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Um angemessen eine zunehmende Vergröberung der Platin- und Platinlegierungskörner zu unterdrücken, ist es dabei vorzuziehen, dass bei dem genannten dispersionsgehärteten Material ein Metalloxid mit einer Menge von 0,02 Gew.-% oder mehr hinzugegeben wird, wenn die Menge des Platins oder der Platinlegierung 100 Gew.-% einnimmt.
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Um einen übermäßigen Widerstand der Elektrodendrähte 12 und 13 an sich zu verhindern sowie angemessen Widerstandsänderungen des Thermistorelements 10 zu erfassen, ist es überdies vorzuziehen, dass das Metalloxid mit 2 Gew.-% oder weniger hinzugegeben wird, wenn die Menge des Platins oder der Platinlegierung 100 Gew.-% einnimmt.
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Für das Metalloxid wird dabei zumindest ein Vertreter aus beispielsweise der Auswahl der Stoffe Zirconium-, Yttrium-, Aluminium- und Titanoxid verwendet.
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Des Weiteren wird für die genannte Platinlegierung eine Platinlegierung verwendet, die auf das Platin bezogen zumindest einen Vertreter aus beispielsweise der Auswahl der Metalle Rhodium, Gold, Wolfram und Palladium enthält. Bei Verwendung dieser Art von Platinlegierung kann die Festigkeit der Elektrodendrähte 12 und 13 selbst verbessert werden.
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(Weitere Beispiele)
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Obwohl bei dem vorstehend angegebenen Beispiel in Kombination zwei Wege begangen wurden, d.h. (1) das Einfüllen eines Klebemittels 70 in den Spalt zwischen der aus dem Thermistorelement 10 usw. bestehenden Einheit und dem diese Einheit aufnehmenden Schutzrohr 60 und (2) die Verwendung des genannten dispersionsgehärteten Materials für die Elektrodendrähte des Thermistors, kann ein durch hochfrequente Schwingungen hervorgerufener Bruch der Elektrodendrähte auch dann verhindert werden, wenn (2) allein verfolgt wird.
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Obwohl das vorstehend angegebene Beispiel eine axiale Bauart eines Thermistorelements darstellt, kann bei Verwendung des dispersionsgehärteten Materials für die Elektrodendrähte 12 und 13 die gleiche Wirkung auch bei Verwendung eines Aufbaus einer radialen Bauart erzielt werden, bei der sich die Elektrodendrähte 12 und 13 zur Entnahme von Thermistorsignalen, wie in 3 gezeigt ist, unter Bildung eines Elektrodendrahtpaars 12 und 13 in dieselbe Richtung erstrecken.
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Obwohl bei dem vorstehend angegebenen Beispiel für die Elektrodendrähte 12 und 13 ein wie in 4A gezeigter stabförmiger Draht Verwendung findet, kann der Draht auch in Form einer Röhre vorliegen, wie in 4B gezeigt ist. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Seelendraht des mineralisolierten Kabels und der Masseleitungsdraht in dem Röhrenhohlraum eingeschoben und befestigt sind.
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Obwohl bei dem vorstehend angegebenen Beispiel die aus einem dispersionsgehärteten, als Hauptbestandteil Platin oder eine Platinlegierung enthaltenden Material hergestellten Elektrodendrähte nach der Einbettung in das Thermistormaterial durch Aufschrumpfung befestigt werden, lassen sie sich auch befestigen, indem sie durch eine Hochtemperatur-Dispersionsreaktion der Elektrodendrähte und des Thermistormaterials oder durch ein Haft- bzw. Adhäsionsverfahren verbunden werden, bei dem zwischen den Elektrodendrähten und dem Thermistormaterial eine Platinpaste oder eine andere elektrisch leitende Paste in angrenzende Lage gebracht wird.
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Ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Temperaturfühlers der Thermistorbauart ist in 5 gezeigt. Bei diesem Temperaturfühler 200 findet bei dem Thermistorelement 10 die Radialbauart Verwendung, die wie erwähnt in 3 gezeigt ist. Bei dem Temperaturfühler 200 weist das mineralisolierte Kabel 20 einen Aufbau mit zwei Seelen auf und setzt sich zum Beispiel aus einem Paar elektrisch leitender Seelendrähte 21a und 2lb, die aus einem Metall wie etwa SUS310S hergestellt sind, und einem diese Seelendrähte 21a und 21b mittels eines isolierenden Pulvers 22 bedeckenden Außenrohr 23 zusammen.
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Ein Paar Elektrodendrähte 12 und 13 des Thermistorelements 10 ist jeweils mit einem Paar Seelendrähte 21a und 21b verbunden und kann dazu verwendet werden, mittels des mineralisolierten Kabels 20 Zugriff auf eine externe Steuerungsschaltung zu erlangen. Wie in 5 gezeigt ist, ist das Thermistorelement 10 darüber hinaus durch Unterbringung in einer Metallkappe (Abdeckung) 80 geschützt, die aus einem wärmebeständigen Metall in Form eines mit einem Boden versehenen Zylinders besteht. Diese Metallkappe 80 ist durch Verschweißung an dem äußeren Umfang des Außenrohrs 23 des mineralisolierten Kabels 20 befestigt. Obwohl bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 zwischen dem Thermistorelement 10 und der Metallkappe 80 kein isolierendes Pulver, sondern vielmehr ein Hohlraum vorhanden ist, kann zur Verbesserung der Festigkeit gegenüber Schwingungen auch isolierendes Pulver eingefüllt werden.
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Auch bei diesem Temperaturfühler 200 kann ein durch intensive, hochfrequente Schwingungen hervorgerufener Drahtbruch verhindert werden, wenn die Elektrodendrähte 12 und 13 aus dem genannten dispersionsgehärteten Material bestehen.
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Durch die Erfindung wird also ein Temperaturfühler einer Thermistorbauart bereitgestellt, der mit einem einen Thermistorabschnitt und Elektrodendrähte zur Entnahme von Thermistorsignalen aufweisenden Thermistorelement versehen ist, bei dem ein durch hochfrequente Schwingungen verursachter Bruch der Elektrodendrähte verhindert wird.
