DE4329030A1 - Temperaturmeßeinrichtung mit umspritztem Heißleiter und Isolierringspalt - 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 Fühlergehäuse 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 mit einer möglichst dicht zum Heißleiter angeordneten Isolierringnut gespritzt sowie
• - der Kunststoffmantel, der die gegenüberlie­ genden 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 dazu entscheidende Vorteile aufweist. Zu erwähnen ist in dieser Beziehung zunächst die äußerst robuste Ausführung, die sich insbesondere sehr gut in stark vibrierenden Verbrennungsmo­ toren als Temperaturfühler eignet.

Die Weiterentwicklung des Temperaturfühlers hat gezeigt, daß die Ansprechzeit wesentlich ver­ kürzt werden kann, wenn bei der Herstellung des Fühlers eine Isolierringnut in das mittlere Halterungsteil möglichst nahe an die Heißleiter­ tablette vorgesehen wird. Durch die Isolierungs­ nut wird der Wärmeabfluß in das Kunststoffmaterial des Steckerflansches wesentlich verringert und somit die Ansprechzeit des Temperaturfühlers stark verkürzt.

Da die Kunststoffumhüllung (z. B. glas- oder kohle­ faserhaltiges Polyamid) so gut wie keinem Ver­ schleiß unterliegt und hochsäurebeständig ist wird ein Temperaturfühler erhalten, der sowohl hinsichtlich seiner Qualität aber insbesondere hinsichtlich seiner äußerst einfachen Herstellung in jeder Hinsicht den bekannten Temperaturfühlern weit überlegen ist und keinerlei Korrosionserschei­ nungen unterliegt.

In dem Spritzgießvorgang können ebenfalls ohne einen zusätzlichen Aufwand mehrere Steckkontakt­ paare mit unterschiedlichen Heißleitertabletten für verschiedene Funktionen in einem Temperatur­ fühler vereinigt werden, wodurch die Vorteile des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens noch deutlicher werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung schematisiert dargestellt.

Zwischen dem Steckkontakt 1, 2 ist eine Heiß­ leitertablette 3 gelötet. Die aus diesen Bau­ teilen gefertigte Einheit wird in die Form einer Spritzgießmaschine gelegt.

Die Form weist eine Ausbildung auf entsprechend der in der Zeichnung gezeigten Konturen der Kunststoffteile.

In diesem Arbeitsgang wird der z. B. zylinder­ förmige Steckerflansch 4, das mittlere Halterungs­ teil 5 für die Stabilisierung der Steckkontakte 1 und 2 und der die Steckkontakte 1 und 2 und die Heißleitertablette 3 umhüllende Kunststoffmantel 6 gespritzt.

In das mittlere Halterungsteil 5 für die Steck­ kontaktpaare 1, 2 ist eine Isolierringnut 8 ein­ gebracht, so daß der Wärmeabfluß in Richtung des Steckerflansches 4 fast ganz unterbunden wird. Die Isolierringnut 8 wird zweckmäßigerweise so nahe wie möglich bzw. wie aus Festigkeitsgründen erlaubt ist zur Heißleitertablette 3 gelegt, um den Abstand so klein wie möglich zu halten.

Die Heißleitertablette 3 ändert bekanntlich ihren Widerstand mit sich ändernder Temperatur. In Ver­ suchen wurde festgestellt, daß z. B. bei einem Temperaturfühler ohne Isolierringspalt bei Er­ reichen einer Temperatur von 90°C nach ca. 8 Mi­ nuten kein Spannungsabfall mehr zu verzeichnen war. Bei einem Temperaturfühler mit einer in der Nähe des Heißleiters eingebrachten Isolier­ ringnut ergab sich bereits nach 4 Minuten eine linare Spannung, so daß durch die Ringnut eine Ansprechzeitverkürzung um 50% erreicht wird.

Um den Temperaturfühler beispielsweise in einem Thermostatventilgehäuse einsetzen und befestigen zu können ist an dem Halterungsteil 5a ein Flansch­ teil 7 angespritzt mit einem ringförmigen Ein­ raststeg 9 für die Aufnahme eines O-Ringes 10 als Abdichtungsring.

Je nach Einsatzgebiet des Temperaturfühlers wird die Dicke des Mantels 6 gewählt, um einen schnel­ len Temperaturübergang von beispielsweise einem Kühlwasser auf die Heißleitertablette nicht zu beeinträchtigen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Temperaturfühlers der ein, durch einen Spritzgießvorgang herge­ stelltes Kunststoffgehäuse sowie Steckkontakt­ paare mit dazwischen angeordneten Kalt- oder Heißleitertabletten aufweist, gemäß dem Haupt­ patent Nr. (Pat. Anm.Nr.P 42 37 038.6-52) gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:

• - Einlegen eines oder mehrerer aus einem durch­ gehenden Kontaktstreifen gebildeten Steckkon­ taktpaare mit an dem einen Ende zwischen den Streifen angeordneter Heiß- oder Kaltleiter­ tablette (4) in eine Spritzgießform
• - Füllen der Spritzgießform mit fließfähigem Kunststoff durch einen einzigen Spritzhub unter Bildung der folgenden die Steckkontakt­ paare aufnehmenden Teile aus einem Guß
• - des Steckerflansch (4)
• - des die Steckkontaktpaare (1, 2) führenden mittleren Halterungsteiles (5) unter Bil­ dung einer in Längsaxialrichtung des Füh­ lers etwa in der Mitte eingebrachten um­ laufenden Isolierringnut
• - des, die Steckkontaktpaare (1a, 2a) mit der dazwischen angeordneten Heiß- oder Kaltleitertablette (3) umhüllenden Kunst­ stoffmantels (6) ,
• - Entfernen des fertigen Temperaturfühlers aus der Spritzgießform.

2. Temperaturfühler hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bestehend aus einem oder mehre­ ren, in einem Kunststoffgehäuse angeordneten Steckkontaktpaaren mit dazwischen angeordneter Heiß- oder Kaltleitertablette, wobei das Kunst­ stoffgehäuse aus einem mittleren Halterungsteil und aus einem Steckerflansch besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß die einzelnen Streifen (1, 2) der Steck­ kontaktpaare als durchgehende aus einem Teil bestehende Kontaktstreifen ausgebildet sind und
daß in dem mittleren Halterungsteil (5) eine, in Längsaxialrichtung des Temperatur­ fühlers etwa in der Mitte angeordnete umlau­ fende Isolierringnut (8) eingebracht ist und
daß das bzw. die Steckkontaktpaare aufnehmende Mantelteil (6) zusammen mit dem mittleren, die Steckkontaktpaare (1, 2) führenden Halterungs­ teil (5) und dem Gehäusesteckerflansch (7) aus einem, einstückigen Kunststoffteil ausgebildet ist.

3. Temperaturfühler nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolierringnut (8) mit einer Tiefe ausgebildet ist, die eine Kunststoffwanddicke von 0,5 bis 3 mm über die Steckkontaktstreifen (1, 2) beläßt.

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

5. Temperaturfühler nach Ansprüchen 2 und 3 dadurch gekennzeichnet,
daß der die Steckkontaktpaare (1, 2) und die Heiß- bzw. Kaltleitertablette (3) umhüllende Kunststoffmantel (6) 0,2 bis 5 mm dick aus­ gebildet ist.

6. Temperaturfühler nach Ansprüchen 2 und 3 dadurch gekennzeichnet,
daß an dem Halterungsteil (5) Einrast- oder Befestigungsstege (7) angeformt sind.