DE4228474A1

DE4228474A1 - Verfahren zum Einbringen eines Kontaktdrahtes in ein Sensorgehäuse

Info

Publication number: DE4228474A1
Application number: DE19924228474
Authority: DE
Inventors: Uwe Kuehn
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1992-08-27
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1994-03-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen eines Kontaktdrahtes zur Herstellung eines elektrischen Kontakts in ein Sensorgehäuse, das aus thermoplastischem Kunststoff besteht.

Die Elektrodenkontaktierung von Sensoren, speziell elektrochemischen Gassensoren, erfolgt mittels Drähten oder Bändern aus Edelmetall, die durch ein Kunststoffgehäuse durchgeführt werden müssen.

Dabei werden z. Z. zwei Wege beschritten, um eine flüssigkeitsdichte Drahtdurchführung zu erreichen.

1. Das Sensorgehäuse wird mit einer Bohrung versehen, der Kontaktdraht wird in die Bohrung eingefädelt und in einem weiteren Arbeitsschritt verklebt.
2. Der Draht oder das Band werden unter Dichtelemente (O-Ring, Flachdichtung) geführt. Unter Anpreßdruck erfolgt dann die Abdichtung.

Neben arbeitsintensiver Fertigung ergeben sich bei beiden Verfahren Dichtungsprobleme an den Klebungen bzw. der Anpreßdruck der elastischen Dichtelemente läßt alterungsbedingt nach.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der genannten Art anzugeben, mit dem in einem einfachen Arbeitsgang ein Kontaktdraht flüssigkeitsdicht in ein Sensorgehäuse eingebracht werden kann.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kontaktdraht auf eine oberhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffes liegenden Temperatur erwärmt wird, der Kontaktdraht unter Aufschmelzen des Kunststoffes bis zur vorgesehenen Position in das Sensorgehäuse eingedrückt wird und durch Abkühlenlassen der Kontaktdraht flüssigkeitsdicht im Sensorgehäuse befestigt wird.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß nur ein Arbeitsgang zum Einbringen des Kontaktdrahtes erforderlich ist und die Dichtwirkung nicht von der Alterung von Dichtungen oder Klebstoff beeinträchtigt werden kann.

Der Kontaktdraht (es können auch Bänder oder dünne Rohre verwandt werden) kann z. B. vor dem Einbringen in das Sensorgehäuse durch eine Flamme erwärmt werden, oder er kann während des Einbringens ständig elektrisch erwärmt werden. Die elektrische Energie kann zugeführt werden, indem der Kontaktdraht direkt an eine Spannungsquelle angeschlossen und dadurch von Strom durchflossen wird, es kann aber auch eine Energiezufuhr durch Induktion oder Hochfrequenz vorgesehen sein. Wenn der erwärmte Kontaktdraht in den Kunststoff gedrückt wird, schmilzt er sich seinen Weg frei. Der geschmolzene Kunststoff fließt hinter dem bewegten Draht sofort wieder zusammen, die beiden Seiten der entstandenen Naht verbinden sich und das Material erstarrt wieder. Es kommt somit zu einer optisch erkennbaren Naht, die jedoch flüssigkeitsdicht verschlossen ist, das Material nicht nennenswert schwächt und den Draht fixiert.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Sensorgehäuse mit radial eingebrachtem Kontaktdraht,

Fig. 2 ein Sensorgehäuse mit axial eingebrachtem Kontaktdraht und

Fig. 3 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Fig. 1 zeigt schematisch ein rohrförmiges Sensorgehäuse (1) in perspektivischer Darstellung. Der Kontaktdraht (2) ist von oben her (wie die Pfeile (3) andeuten) in das Sensorgehäuse in radialer Richtung bis zur Mitte hin eingedrückt worden. Auf dem halben Umfang des Sensorgehäuses (1) ist eine Naht (4) zu erkennen.

Fig. 2 zeigt das gleiche Sensorgehäuse (1), bei dem jedoch der Kontaktdraht (2) in axialer Richtung (3) eingedrückt worden ist. Die Naht (4) verläuft von einer Stirnfläche (5) her auf zwei auf dem Umfang gegenüberliegenden Seiten des Sensorgehäuses bis zum Kontaktdraht (2).

Fig. 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das Sensorgehäuse (1) aus thermoplastischem Kunststoff ist in einer Aufnahme (6) fixiert. Ein Schlitten (7) ist in vertikaler Richtung verschiebbar an einer Führung (8) montiert. Zwei voneinander elektrisch isoliert auf dem Schlitten (7) montierte Klemmen (9) halten den Kontaktdraht (2) in gespanntem Zustand. Über die Klemmen (9) und zwei Kabel (10) sind die beiden Enden des Kontaktdrahtes (2) elektrisch leitend mit einer Spannungsversorgung (11) verbunden. Die Spannung der Spannungsversorgung (11) wird so eingestellt, daß der nötige Strom fließt, um den Kontaktdraht auf eine geeignete Temperatur, die über der Schmelztemperatur des Kunststoffes liegen muß, zu erwärmen.

Durch vertikales Verschieben des Schlittens (7) wird der Kontaktdraht (2) in das Sensorgehäuse (1) bis zu einer gewünschten Tiefe eingeschmolzen. Dann wird die Spannungsversorgung (11) abgeschaltet. Nach wenigen Sekunden sind der Kontaktdraht (2) und der aufgeschmolzene Kunststoff soweit abgekühlt, daß eine sichere Fixierung des Kontaktdrahtes (2) im Sensorgehäuse (1) gegeben ist. Die Klemmen (9) werden gelöst und das Sensorgehäuse (1) kann aus der Aufnahme (6) entnommen werden.

Beispielhaft werden im folgenden einige Parameter des Einschmelzvorganges genannt:

Ein Platindraht von 0,125 mm Durchmesser wird mit einem Strom von 1,2 A aufgeheizt und mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 18 mm pro Minute in ein Sensorgehäuse aus Polypropylen eingeschmolzen.

Ein Golddraht von 0,1 mm Durchmesser wird mit einem Strom von 1,4 A aufgeheizt und mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 30 mm pro Minute in ein Sensorgehäuse aus Polyamid eingeschmolzen.

Ein Platindraht von 0,2 mm Durchmesser wird mit einem Strom von 1,5 A aufgeheizt und mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 20 mm pro Minute in ein Sensorgehäuse aus Polyethylen eingeschmolzen.

Es ist auch möglich, andere Kombinationen aus Metallen und Kunststoffen als hier genannt mit dem Verfahren zu bearbeiten. Auch sind andere als die oben genannten Parameter des Einschmelzvorganges anwendbar.

Claims

1. Verfahren zum Einbringen eines Kontaktdrahtes zur Herstellung eines elektrischen Kontakts in ein Sensorgehäuse, das aus thermoplastischem Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktdraht (2) auf eine oberhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffes liegenden Temperatur erwärmt wird, der Kontaktdraht (2) unter Aufschmelzen des Kunststoffes bis zur vorgesehenen Position in das Sensorgehäuse (1) eingedrückt wird und durch Abkühlenlassen der Kontaktdraht (2) flüssigkeitsdicht im Sensorgehäuse (1) befestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktdraht (2) zur Erwärmung von Strom durchflossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktdraht (2) während des Einbringens in das Sensorgehäuse (1) straff gespannt wird und in radialer oder axialer Richtung in das Sensorgehäuse (1) eingedrückt wird.