DE4329027A1 - Temperaturmeßeinrichtung mit umspritztem Heißleiter und einem Positionierteil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung und auf eine elektrische Temperaturmeßeinrichtung mit einem temperaturempfindlichen Element, insbesondere einem temperaturabhängigen Widerstandselement in Form einer Scheibe, Pille oder dergleichen, das in einem Fühler­ gehäuse angeordnet ist, zur Erzeugung eines sich in Abhängigkeit von der Temperatur stetig ändernden Sig­ nals, gemäß dem Hauptpatent Nr. . . . (Pat. Anm. P 42 37 038.6-52).

Es sind bereits elektrische Temperaturmeßeinrichtungen und Temperaturschalteinrichtungen bekannt, bei denen in einem mit einem Schraubgewinde versehenen, metal­ lischen rohrförmigen Fühlergehause ein temperaturab­ hängiges Widerstandselement angeordnet ist. Das Wider­ standselement ist hierbei entweder ein Widerstandsdraht, der zu einer das rohrförmige Fühlergehäuse längsaxial durchsetzenden Zylinderspule gewickelt ist, oder ein Halbleiter vom sogenannten Kalt- oder Heißleiter-Typ, der scheiben- oder pillenförmig ausgebildet und am Boden des Fühlergehäuses angeordnet ist. Das Wider­ standselement ist mit den im Deckel des Fühlergehäu­ ses befindlichen Anschlußkontakten verbunden, an die eine Schaltungsanordnung angeschlossen sein kann, die im allgemeinen an einem fühlerfernen Ort unterge­ bracht ist. Ist die Einrichtung für eine Temperatur­ überwachung vorgesehen, so wird die elektronische Schaltung einen Schwellenwertschalter und gegebenen­ falls einen Verstärker umfassen, soll sie dagegen zur kontinuierlichen Temperaturmessung dienen, so wird sie eine Brückenschaltung, gegebenenfalls mit einem Differenzverstärker enthalten.

Diese bekannten Temperaturmeßeinrichtungen und Tempe­ raturschalteinrichtungen haben den Nachteil, daß ihre Herstellung umständlich und teuer ist.

Aus der DE-OS 38 22 533 ist ein Herstellungsverfahren für eine Temperaturfühler-Vorrichtung bekannt.
In einer ersten Phase wird ein Verbindungselement 5 zur mechanischen Verbindung von zwei an die Brücke 3 angrenzenden Abschnitten der Stecker 2 zwischen der Brücke 3 und den Abschnitten 4 aus Kunststoff spritz­ gepreßt (Fig. 2),
in einer zweiten Phase wird die Brücke 3 durch einen Schneidvorgang durchtrennt, um die Lamellenstecker 2 elektrisch zu isolieren (Fig. 3),
in einer dritten Phase werden die Enden von zwei Anschlüssen eines Temperaturfühlers 6 an entspre­ chenden, vom Verbindungselement 5 freigelassenen Stel­ len der Stecker 2 angelötet (Fig. 4) und
in einer vierten Phase wird um die Stecker 2 das Verbindungselement 5 und den Fühler 6 ein Kunststoff­ gehäuse 8 spritzgepreßt, welches also die Halterung der Stecker 2 und des Temperaturfühlers 6 darstellt (Fig. 5 und 6).

Ein derartiges Herstellungsverfahren ist äußerst auf­ wendig und für eine wirtschaftliche Massenfertigung von Temperaturfühlern absolut ungeeignet.

Aus der DE-OS 41 08 789 ist ein Temperatursensor bekannt zum Abtasten von Luft. Aufgrund dessen ist es erwünscht, das das abzutastende Medium in die­ sem Fall Luft in direktem Kontakt mit der Heiß­ leitertablette und Anschlußdrähten tritt. Der Heißleiter mit den Anschlußdrähten wird mittels eines Bügels gegen Beschädigungen geschützt. Die Herstellung dieses Temperaturfühlers erfordert mehrere Lötvorgänge, einen Klebevorgang und di­ verse sehr komplizierte Montagevorgänge.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Temperaturfühler sowie ein Herstellungsverfahren da­ für vorzuschlagen, welches einen sehr sicher und lang­ fristig einwandfrei arbeitenden Temperaturfühler er­ gibt und der äußerst einfach und sehr wirtschaftlich als Massenprodukt hergestellt werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst in Übereinstimmung mit den Merkmalen der Patentansprüche.

In eine Spritzgießform wird ein Steckkontaktpaar mit an dem einen Ende zwischen beiden Kontakten ge­ löteter Heißleitertablette eingelegt. Dann wird durch einen einzigen Spritzhub zwecks Füllung der Form

• - der Steckerflansch
• - das das Steckkontaktpaar (e) führende mittlere Halterungsteil gespritzt sowie
• - der Kunststoffmantel, der die gegenüberliegenden Enden des Steckkontaktpaares mit der zwischen beiden gelöteten Heißleitertablette umhüllt.

In nur einem sehr kurz dauernden Spritzhub wird somit ein kompletter Temperaturfühler erhalten, der noch da­ zu entscheidende Vorteile aufweist. Zu erwähnen ist in dieser Beziehung zunächst die äußerst robuste Aus­ führung, die sich insbesondere sehr gut in stark vi­ brierenden Verbrennungsmotoren als Temperaturfühler eignen.

Da die Kunststoffumhüllung (z. B. glas- oder kohlefa­ serhaltiges Polyamid) so gut wie keinem Verschleiß unterliegt und hochsäurebeständig ist wird ein Tem­ peraturfühler erhalten, der sowohl hinsichtlich sei­ ner Qualität aber insbesondere hinsichtlich seiner äußerst einfachen Herstellung in jeder Hinsicht den bekannten Temperaturfühlern weit überlegen ist und keinerlei Korrosionserscheinungen unterliegt.

In dem Spritzgießvorgang können ebenfalls ohne einen zusätzlichen Aufwand mehrere Steckkontaktpaare mit unterschiedlichen Heißleitertabletten für verschiedene Funktionen in einem Temperaturfühler vereinigt werden, wodurch die Vorteile des erfindungsgemäßen Herstellungs­ verfahrens noch deutlicher werden.

Die Weiterentwicklung des Herstellungsverfahrens gemäß dem Hauptpatent Nr. . . . (Patentanmeldung Nr. 42 37 038.6-52) hat nun gezeigt, daß die in die Spritzgießform eingelegten Steckkontakt­ paare mit der dazwischen angeordneten Heißleiter­ tablette dann exakt in dem vorgesehenen Raum der Form verbleiben, wenn die Kontaktpaare und die Heißleitertablette (n) mittels eines kleinen Kunststoff-Positionierteiles gehalten werden.

Zu diesem Zweck wird ein kleines Positionier­ teil als Spritzgußteil hergestellt, welches Aussparungen für die Aufnahme der Heißleiter­ tabletten aufweist. Das Teil besitzt weiter­ hin zwei zylinderstiftförmige Erhebungen auf. In den einzelnen Kontaktstreifen werden Löcher eingebracht. Dann werden die Kontaktstreifen mit ihren runden Löchern auf die stiftförmi­ gen Erhebungen des Positionierteiles ge­ klemmt.

Das somit erhaltene die Kontaktpaare und den Heißleiter aufweisende kleine Bauteil wird in die Spritzgießform eingelegt und in nur einem Spritzhub wird

• - der Steckerflansch
• - das mittlere die Steckkontaktpaare führende Bauteil und
• - der Mantel, der die Steckkontakte und die Heißleitertablette umhüllt

hergestellt.

Aus der Spritzgießform wird ein fertiger Tem­ peraturfühler genommen, der keinerlei Nachbe­ arbeitung erfordert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in stilisierter Form in der Zeichnung dar­ gestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Temperaturfühler

Fig. 2 zwei Steckkontaktstreifen

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Positionierteil

Fig. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 3 gezeigte Positionierteiles

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Steckkontaktstreifens.

Der in Fig. 1 gezeigte Temperaturfühler weist zwei Steckkontaktstreifen 1 und 2 auf zwischen denen unten eine Heiß- oder Kaltleitertablette angeordnet ist.

Das Gehäuse setzt sich aus dem in der Zeichnung oberen zylindrischen Teil, dem Steckerflansch 4 dem mittleren, die Steckkontakte haltenden und führenden Halterungsteil 5 und dem unteren, das Steckkontaktpaar (1a, 2a) und den Heißleiter 3 umhüllenden Mantelteil 6 zusammen.

Die nicht gezeigte Spritzgießform weist eine Ausbildung auf entsprechend der in Fig. 1 ge­ zeigten Konturen der Kunststoffteile 4, 5 und 6.

Zwischen den Steckkontaktenden 1a und 2a ist das Positionierteil 7 angeordnet, welches auch in Fig. 3 und 4 gezeigt wird.

Das Positionierteil 7 besitzt zylinderförmige Er­ hebungen 8 und 9 auf die die Steckkontaktstreifen­ enden 1a und 2a mit ihrem runden Ausstanzungen 10 und 11 aufgestülpt und auf dem Postitionierteil gehalten werden.

Weiterhin wird in dem Positionierteil 7 eine Aussparung 12 eingebracht für die Aufnahme der Heißleitertablette 3.

An den Enden 1a und 2a der Steckkontakte sind klei­ ne Erhebungen 13 und 14 angebracht, die beim Auf­ stecken der Kontaktstreifen 1a und 2a auf das Po­ sitionierteil 7 der Heißleitertablette 3 zuge­ wandt sind.

Durch eine derartige Anordnung wird ein guter Kon­ takt zwischen den Enden 1a und 2a der Kontaktstrei­ fen und der Heißleitertablette erreicht ohne daß ein Lötvorgang erforderlich ist. Durch die Ausbildung der Erhebungen 13 und 14 wird somit der sehr aufwendige Lötvorgang zwischen Heiß­ leitertablette und Steckkontaktpaaren vermieden, was ein großer Vorteil ist.

Bekanntlich schrumpft jeder Kunststoff gering­ fügig. Da auch der Mantel 6 einem geringen Schrumpf unterliegt werden die Erhebungen 13 und 14 in zunehmender Weise durch den Mantel­ schrumpf gegen die Heißleitertablette gepreßt, so daß auch nach einer langen Zeit ohne Löt­ vorgang noch ein sehr guter Kontakt vorhanden ist.

Das in Fig. 4 gezeigte Positionierteil 7 mit der in der Aussparung 12 angeordneten Heiß­ leitertablette 3 und den beiden Kontaktstreifen 1 und 2 wird in eine Spritzgießform eingelegt, die Außenkonturen aufweist entsprechend des in Fig. 1 gezeigten Temperaturfühlers. Dann wird die Form in einem Spritzhub gefüllt, so das die Bereiche 4, 5 und 6 mit Kunststoffschmelze ge­ füllt und das in Fig. 4 gezeigte Bauteil ent­ sprechend integriert ist. Nach Beendigung die­ ses Spritzvorganges wird ein fertiger Temperatur­ fühler erhalten, der nicht einmal einen einzigen Lötvorgang erfordert aber trotzdem durch die Schrumpfwirkung des Kunststoffes, insbesondere des Mantels 6 während seiner ganzen Lebens­ dauer einwandfrei funktioniert.

In nur einem Arbeitsgang wird der zylinderförmige Steckerflansch 4, das mittlere Halterungsteil 5 für die Stabilisierung der Steckkontakte 1 und 2 und der die Steckkontakte 1 und 2 und die Heiß­ leitertablette 3 umhüllende Kunststoffmantel ge­ spritzt.

Um den Temperaturfühler beispielsweise in einem Thermostatventilgehäuse einsetzen und befestigen zu können ist an dem mittleren Halterungsteil 5 ein Flanschteil 15 angespritzt mit einem ring­ förmigen Einraststeg. Es kann jedoch auch eine ringförmige im Querschnitt halbkreisförmige Nut in das Flanschteil 7 eingeformt sein für die Auf­ nahme eines O-Ringes als Abdichtungsring.

Je nach Einsatzgebiet des Temperaturfühlers wird die Dicke des Mantels 6 gewählt, um einen schnellen Temperaturübergang von beispiels­ weise einem Kühlwasser auf die Heißleiter­ tablette nicht zu beeinträchtigen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Temperatur­ fühlers der ein, durch einen Spritzgieß­ vorgang hergestelltes Kunststoffgehäuse so­ wie Steckkontaktpaare mit dazwischen an­ geordneten Kalt- oder Heißleitertabletten aufweist, gemäß dem Hauptpatent Nr. . . . (Patentanmeldung Nr. P 42 37 038.6-52), gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

• - Einlegen eines oder mehrerer Steckkontaktpaare mit an dem einen Ende zwischen den Kon­ takten angeordneter Heiß- oder Kaltleiter­ tablette (4) sowie eines, die Tablette (n) und die einzelnen Kontaktstreifen (1, 1a, 2, 2a) aufnehmendes und in der Form posi­ tionierendes Kunststoffteil (7) in eine Spritzgießform,
• - Füllen der Spritzgießform mit fließfähi­ gem Kunststoff durch einen einzigen Spritz­ hub unter Bildung der folgenden die Steck­ kontaktpaare aufnehmenden Teile aus einem Guß
• - des Steckerflansches (4)
• - des die Steckkontaktpaare (1, 2) führenden mittleren Halterungsteiles (5)
• - des, die Steckkontaktpaare (1, 2) mit der unmittelbar zwischen den Enden (1a, 2a) angeordneten Heiß- oder Kaltleitertablette (3) wasserdicht umhüllenden Kunststoff­ mantels (6) ,
• - Entfernen des fertigen Temperaturfühlers aus der Spritzgießform.

2. Temperaturfühler hergestellt nach dem Ver­ fahren gemäß Anspruch 1 bestehend aus ei­ nem oder mehreren, in einem Kunststoffge­ häuse angeordneten Steckkontaktpaaren mit dazwischen angeordneter Heiß- oder Kalt­ leitertablette, wobei das Kunststoffge­ häuse aus einem mittleren Halterungsteil und aus einem Steckerflansch besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Temperaturfühler ein die Heißlei­ tertablette (n) und die einzelnen Kontakt­ streifen (1, 2) aufnehmendes Positionier­ kunststoffteil (7) aufweist,
daß die einzelnen Streifen der Steckkon­ taktpaare (1, 2) als durchgehende aus einem Stück bestehende metallische Kontaktstreifen (1, 1a, 2, 2a) ausgebildet sind und
daß das bzw. die Enden (1a, 2a) der Steckkontakt­ paare mit der unmittelbar dazwischen angeord­ neten Heiß- oder Kaltleitertablette aufnehmen­ de und wasserdicht umschließende Mantelteil (6) zusammen mit dem mittleren, die Steckkontakt­ paare (1, 2) führenden Halterungsteil (5) und dem Gehäusesteckerflansch (4) aus einem ein­ stückigen Kunststoffteil (4, 5, 6) ausgebildet ist.

3. Temperaturfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das die Steckkontakte (1a, 2a) mit den Heißleitertabletten (3) in der Spritzgieß­ form positionierende Kunststoffteil (7) Aus­ sparungen (12) für die Aufnahme der Heiß­ leitertablette(n) (3) aufweist,
daß an der Außenseite des Kunststoffteiles (7) stiftförmige Vorsprünge (8, 9) für eine Hal­ terung der Steckkontakte (1, 2) angeformt sind,
daß die Streifen (1, 1a, 2, 2a) der Steckkontakt­ paare kreisförmige Aussparungen (10,11) für eine Arretierung an die stiftförmigen Vor­ sprünge (8, 9) des Positionierteiles (7) aufweisen,
daß die Enden der Kontaktstreifen (1, 1a, 2, 2a) an ihrer der Heißleitertablette(n) zuge­ wandten und diese kontakttierenden Seite zylinder- oder stiftförmige Erhebungen (13, 14) aufweist.

4. Temperaturfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffgehäuse (4, 5, 6, 7, 8,) und das Positionierkunststoffteil (7) aus mit kohle- oder glasfasernverstärktes Polyamid besteht.

5. Temperaturfühler nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Enden (1, 2a) der Steckkontaktpaare (1, 2) und die Heiß- bzw. Kaltleitertablette (3) umhüllende Kunststoffmantel (6) 02, bis 5 mm dick ausgebildet ist.

6. Temperaturfühler nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Halterungsteil (5) Einrast- oder Befestigungsstege (15) angeformt sind.