DE8804012U1

DE8804012U1 - Temperaturfühler

Info

Publication number: DE8804012U1
Application number: DE8804012U
Authority: DE
Original assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Current assignee: Behr Thomson Dehnstoffregler GmbH and Co
Priority date: 1988-03-24
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1989-07-20

Description

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Beschreibung; Temperaturfühler

Die Erfindung betrifft einen Temperaturfühler, insbesondere für einen Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeugmotors, mit einem gehäusearti^en Grundkörper,der ein Befestigungselement zum Anbringen des Temperaturfühlers bildet und in welchem ein Halbleiterelement gehalten ist, das Über Leitungen mit in einem den Grundkörper verschließenden Isolierteil angeordneten Steckkontakten verbunden ist.

U j Bei derlitigen Temperaturfühlern wird der gehäuseartige Grundkörper als ein Drähte!1 aus Metall hergestellt, in welchen das Isolierteil mit d-vn daran angebrachten Halbleiterelement und den Leitungen gehalten wird, wobei zwischen Gehäuse und Isolierteil eine Dichtung eingelegt wird. Anschließend wird durch Bördeln eines Bördelrandee eine feste Verbindung zwWchen dem leolierteil und dem Grundkörper erzielt. Derartige Temperaturfühler sind relativ teuer in der Herstellung.

Es ist auch bekannt (Automobiltechnische Zeitschrift 1986, 8. 617), Temperaturfühler dadurch herzustellen, daß das MeBelement (Halbleiterelement) sowie die zugehörigen Nontagehilfen und Steckverbindungen in ein Spritzwerkzeug eingelegt und mit Kunststoff umspritzt werden. Das Umspritzen mit Kunststoff führt dazu, daß auch eine gewiss« Würmeisolation gegenüber dem Halbleiterelement erhalten wird, so daß das Ansprechen und damit die echaltvorgäng« verlangsamt sind.

/\\ Der Erfindung liegt dl« Aufgab· zugrund·, dl· Herstellung «in·· Temperaturfühlers der eingangs genannten Art zu vereinfachen

und gleichzeitig eine hohe Ansprechgeschwindigkeit zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Grundkörper aus Kunststoff hergestellt ist, und daß wenigstens der Hohlraum zwischen dem Grundkörper und dem Isolierteil durch ein nach dem Zusammenbau eingebrachtes Dicht- und Isoliermittel ausgefüllt ist.

Durch diese Ausbildung wird die zweiteilige Bauweise beibehalten, die sich für die Montage und auch für die Te"*ieraturfühlung als zweckmäßig erwiesen haben, ohne daß die bisherige aufwendige Herstellung weiter notwendig ist.Zusätzliche Dichtimgselemente können ohne weiteres entfallen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß ·>. der Grundkörper mit dem Isolierteil über eine vorzugsweise uralaufende Schweißung verbunden ist. Dadurch wird einerseits eine fee te und sichere Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem

Isolierteil erhalten, während andererseits die Dichtheit weiter

heraufgesetzt wird.

Um das Halbleiterelement zu schützen, wird bei einer Ausführungeform der Erfindung an den Grundkörper eine das Halbleiterelement umgebende Schutzhülse angeformt. Bei einer anderen Ausführung c form wird vorgesehen, daß in den Grundkörper eine das Halbleiterelement umgebende Schutzhülse aus Metall eingesetzt ist. Um das Halbleiterelement durch die Schutzhülse nicht gegenüber dem zu messenden Medium thermisch zu isolieren, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,daß die Schutzhülse im Bereich des Halbleiterelernentee mit Durchbrechungen versehen ist. Dies ist insbesondere bei angeformten Schutzhülsen aus Kunststoff zweckmäßig.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß in da· Dicht- und Xioliermittel Partikel mit höherer WHrmeleitfä-

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higkeit leingelagert sind. Dadurch wird erreicht, daß selbst dann, wenn sieh da· Dicht- und Isoliermittel zwischen den Halbleiter und die umgebende ßohutahülee einlagern sollte, was aufgrund von fertigung·« und Montagetoleransen möglieh ist, die WMrmeleitfähigkeit nicht nennenswert heruntergesetzt wird, so daß auch die Ansprechgeschwindigkeit des Temperaturfühlers erhalten bleibt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungeformen.

Pig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Temperaturfühler, bei welchem in einen
Grundkörper aus Kunststoff eine Schutzhülse aus
Metall eingesetzt ist, die ein Halbleiterelement
umgibt, und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Temperaturfühlers,
bei welchem an dem Grundkörper aus Kunststoff eine
den Halbleiter umgebende Schutzhülse angeformt ist.

Die dargestellten Temperaturfühler dienen beispielsweise dazu, in dem Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors die Temperatur des Kühlmeditims oder die Temperatur des UIs o.dgl. zu erfassen. Hierzu werden die Temperaturfühler in eine entsprechende Aufnahme eines Motorblockes, Zylinderkopfes oder einer Leitung eingesetzt, wobei der Grundkörper (10, 11) der Temperaturfühler ale ein entsprechendes Befestigungselement ausgebildet ist. Sei den beiden dargestellten Ausführungsformen sind die Grundkörper (10, 11) in der Art von Schrauben ausgebildet, d.h.sie besitzen einen Abschnitt mit einem Außengewinde (27) und einen Sechskantkopf (28). Selbstverständlich sind auch andere Ausbildungen möglich, so daß die Grundkörper (10, 11) in der Art eines Bajo-

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nettverschlussee gehalten oder mit Sicherungsbügeln o.dgl. befestigt werden.

Der Grundkörper (10) der Aue führung« form naeh Fig. 1 ist aus einem Kunststoff hergestellt, dar eine ausreichende Festigkeit aufweist, um den Grundkörper (10) mit dem Außengewinde (27) in ein entsprechendes Gewinde einzuschrauben und dabei eine Dichtung mit genügender Kraft zusammenzudrücken.

Der Grundkörper (10) ist mit einer zylindrischen mittleren Aussparung versehen, die an dem einen Ende mit einem Ringbund (30) begrenzt wird. In dieser Aussparung ist von oben eine Sicherungshülse (18) eingepreßt, die aus Metall, insbesondere Messing hergestellt ist und die sich mit einer angeformten Ringschulter (31) in axialer Richtung gegen den Ringbund (30) abstützt. Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgesehen, daß die metallische Sicherungshttlse (18) in den Grundkörper (10) eingespritzt wird.

In den mit der Sicherungshülse (18) zu einer Baueinheit zusammengefügten Grundkörper (10) werden die restlichen Elemente des Temperaturfühlers, die ebenfalls zu einer Baugruppe vormontiert sind, eingesetzt.

Dieee zweite Baugruppe besteht aus einem Isolierteil (15) , das ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist und in das zwei Stekkerkontakte (25) eingespritzt sind. Von diesem Isolierteil (15) ragt in axialer Richtung ein Stempel (22) ab, an dessen dem Isolierteil (15) abgewandten Ende ein Halbleiterelement (12) abgestützt ist. Dieses Halbleiterelement (12) ist das eigentliche thermoaktive Element. Se besteht beispielsweise aus einem temperaturabhängig seinen Widerstand ändernden Halbleitermaterial und hat die Form einer Pille. Das Halbleiterelement (12) ist fiber zwei angelötete Drähte (14) mit den Steckerkontakten (25) verbunden, die Drähte (14) sind in Aussparungen (32) der Steckerkontakte (25) eingesteckt und dort verlötet. Der Stempel

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(22) let in dem Bereich, in welchem er sioh innerhalb der Schutzhülle (18) befindet, mit einer Isolierhtilee (20) aus Kunettioff umgeben. Der stempel (22) iet mit zwei Längerillen (33, 34) versehen, die von der laolierhülee (20) abgedeckt sind. Diese Längsrillen (33, 34) bilden mit der Isolierhülse (20) axial gerichtete Kanäle, in welchen die Drähte (14) geführt sind.

Das Isolierteil (15) besitzt einen Boden, mit welchem es den gehäuseartigen Grundkörper (10) verschließt. Der Grundkörper (10) ist an seiner Oberseite mit einem Kragen (35) versehen, von welchem nach außen eine Rastnase (36) abragt. Das Isolierteil (15) wird mit einer entsprechenden ausgebildeten Aussparung auf den Kragen (35) aufgesteckt und verrastet. Zusätzlich können das Gehäuse (10) und das Isolierteil (15) miteinander im Bereich des Kragens (35) verschweißt werden, was durch ein Ultraschallschweißen oder durch ein Friktioneschweißen erfolgen kann.

Um sicherzustellen, daß der Temperaturfühler selbst absolut dicht ist und daß in ihn nicht das zu prüfende Medium eindringt und gar über ihn nach außen ausdringt, wird der von dem Grundkörper (10) land dem Isolierteil (15) gebildete Hohlraum einschließlich des Bereiches der IsolierhUlse mit einem Dichtungsund Isoliermittel ausgefüllt. Dieses Dichtungs- und Isoliermittel sorgt auch dafür, daß kein elektrischer Schluß zwischen den Drähten (14) entstehen kann. Das Dichtungs- und Isoliermittel wird über eine im Isolierteil (15) vorgesehene Aussparung (24) eingefüllt, nachdem der Temperaturfühler in der bereite be- «efeffiebenea Ast fe*t4§ meatiest visu. Me fticfetttage- und le©- liermittel könnt ein aushärtender Giefihara la Frage, der mit einem entsprechenden Barter angemischt und in den Temperaturfühler Über die öffnung (24) eingeteilt wird. Das Einfüllen erfolgt so weit, dafi das aushärtende Dichtungs- und Isoliennittel auch die Einfüllöffnung (24) verschließt. Das Dichtungs-

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und lsoliermittel kann auch in den Bereich zwischen der Schutzhülae (18/ uXitt ^: Halbleiterelement (12) gelangen. Um «iu£ diese Weise nicht durch eine Isolierung die Anepreehgeechvlndlgkeit bei der Temperaturfühlung zu reduzieren, wird in Auige· etaltung der Erfindung vorgesehen, daß dem Dichtung«- und Isoliermittel Partikel mit einem hohen Wärmeleitwert beigemengt worden, insbesondere Metalloxide. Diese Metalloxyde sind elektrisch nicht leitend, d.h. isolierend, während sie jedoch eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.

Der Grundkörper (11) und das Isolierteil (16) des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 sind im wesentlichen nach dem bereits in Verbindung mit Fig. 1 erläuterten Prinzip aufgebaut. Die Verbindung zwischen dem Grundkörper (11) und dem Isolierteil (16) erfolgt ebenfalle über einen Kragen (37) , der bei dieser Ausführungsform Allerdings an das Isolierteil (16) angeformt ist. Der wesentliche Unterschied der Ausführungsform nach Fig. 2 zur Ausführungsform nach Fig. 1 besteht darin, daß an den Grundkörper (11) ein als Schutzhülse (17) dienender Ansatz angeformt ist, der das Halbleiterelement (13) umgibt. Im Bereich des Halbleiterelementes (13) ist diese Schutzhülse (17) mit in axialer Richtung sich erstreckenden Aussparungen (19) versehen, die vorzugsweise jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind. Dadurch liegt das Halbleiterelement (13) wenigstens teilweise frei und wird direkt von dem zu fühlenden Medium umspült.

Auch bei dieser Ausführungsform ist an dem Isolierteil (16) ein Stempel (23) angebracht, an welchem das Halbleiterelement (13) anliegt. Der Stempel (23) ist mit axialen Längsrillen versehen und durch eine Isolierhülse (21) abgedeckt. Auch hier werden kanalartige Fuurungea für die Drähte (14) geschaffen, die das Halbleiterelement (13) mit den Steckerkontakten (25) verbind?'

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist an sich die i^^

se (21) nicht erforderlich, da zwischen den Drähten (14) keine leitende Verbindung entstehen kann. Insbesondere aber, wenn der

Grundkörper (11) und das Isolierteil (16) durch Friktionsschweißen miteinander verbunden werden sollen, ist eine derartige Isolierhülse (21) zweckmäßig.

Auch bei der Aus führ ungs form nach Fig. 2 ist das Isolierteil (16) mit einer axialen Einfüllöffnung (24) für ein zunächst flüssiges und später aushärtendes Dichtungs- und Isoliermittel versehen. Auch bei dieser Bauart wird damit der gesamte Hohlraum zwischen dem Isolierteil (16) und dem Grundkörper (11) ausgefüllt. Das Dichtungs- und Isoliermittel läuft dabei auch bis in den Bereich der Schutzhülse (17).

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p-7000 Stuttgart 1 Hospitalstraße 8 TeX.(07X1) 291133/292857

Anmelder;

Behr-Thomson-

Dehnstoffregler GmbH & Co.

Enzstraße 25 7014 Kornwestheim

Stuttgart, den 23.03.1988

G 8329 Da/Ei

Schutzansprflche

1. Temperaturfühler, insbesondere für einen Kühlkreislauf eines Kraftfahrzeugmotors, mit einem gehäuseartigen Grundkörper, der ein Befestigungselement zum Anbringen des Temperaturfühlers bildet und in welchem ein Halbleiterelement gehalten ist, das über Leitungen mit in einem den Grundkörper verschließenden Isolierteil angeordneten Steckkontakten verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10, 11) aus Kunststoff hergestellt ist, und daß wenigstens der Hohlraum zwischen dem Grundkörper (10, 11) und dem Isolierten (15, 16) durch ein nach dem Zusammenbau eingebrachtes Dicht- und Isoliermittel ausgefüllt ist.
2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10, 11) mit dem Isloierteil (15, 16) über eine vorzugsweise umlaufende Schweißung verbunden ist.
3. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleiterelement (12, 13) außerhalb des Grundkörpers (10, 11) angeordnet ist und daß die Leitungen (14) mit Dicht- und Iioliermittel umhüllt sind.

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4. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Grundkörper (11) eine das Halbleiterlement (13) umgebende Schutzhülse (17) angeformt ist.
5. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Grundkörper (10) eine das Halbleiterelement (12) umgebende Schutzhülse (18) aus Metall eingesetzt ist.
6. Temperaturfühler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhülse (17, 18) im Bereich des Halbleiterelementes (12, 13) mit Durchbrechungen (19) versehen ist.
7. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Grundkörper (10, 11) und der Schutzhülse (17, 18) eine Isolierhülse (20, 21) angeordnet ist.
8. Temperaturfühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierhülse (20, 21) an einen eich von dem Isolierteil (15,16) bis zu dem Halbleiterelement (12,13} erstrekkenden Stempel (22, 23) angebracht ist und mit dem Stempel kanalartige Führungen für die Leitungen (14) bildet.
9. Temperaturfühler nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daS die Isolierhüls« (20, 21) an den Stempel (22, 23) angeformt ist.
10. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil (15, 16) im Bereich der Steckkontakte (25) mit einer Einfüllöffnung (24) für das Dicht- und Isoliermittel versehen ist.
11. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in da &bgr; Dicht- und looliermittel Partikel mit höherer Wärmeleitfähigkeit eingelagert sind.

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