WO2019154812A1 - Temperatursensor und ein verfahren zur herstellung des temperatursensors - Google Patents

Temperatursensor und ein verfahren zur herstellung des temperatursensors Download PDF

Info

Publication number
WO2019154812A1
WO2019154812A1 PCT/EP2019/052789 EP2019052789W WO2019154812A1 WO 2019154812 A1 WO2019154812 A1 WO 2019154812A1 EP 2019052789 W EP2019052789 W EP 2019052789W WO 2019154812 A1 WO2019154812 A1 WO 2019154812A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature sensor
sheath
sensor element
sensor
contact elements
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/052789
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marta Weronika Hirko
Steven Kuschel
Original Assignee
Tdk Electronics Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tdk Electronics Ag filed Critical Tdk Electronics Ag
Publication of WO2019154812A1 publication Critical patent/WO2019154812A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/08—Protective devices, e.g. casings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/16—Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
    • G01K1/18—Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element for reducing thermal inertia

Definitions

  • the present invention relates to a temperature sensor and a method of manufacturing the temperature sensor.
  • a temperature sensor usually has a sensor element and a housing which, for example, a
  • Plastic component may exist and protects the sensor element mechanically.
  • the housing could also have metal parts or a shrink tube.
  • Temperature sensor technical requirements depend on the respective system environment. Common requirements include miniaturization of the temperature sensor, high temperature resistance and good
  • Sensor housing should therefore be designed so that the respective requirements of the system environment can be met as well as possible.
  • the object of the present invention is to provide an improved temperature sensor and a method for its production.
  • the improved temperature sensor should be provided.
  • the enclosure may consist of the thermosetting material.
  • NTC elements have a temperature-dependent resistor that has a negative temperature coefficient and conducts an electrical current better at high temperatures than at low temperatures. For this reason, an NTC element is suitable for use as a sensor element for
  • the enclosure may partially or partially replace the sensor element
  • the serving can be one
  • the enclosure can quickly forward an ambient temperature to the sensor element. By wrapping it may be possible to use the sensor element at numerous locations where the temperature sensor external influences, such as aggressive media exposed.
  • the wrapper may be a plastic component.
  • Enclosure may be an injection molded part.
  • the enclosure may form a housing of the sensor element.
  • thermoset material is also referred to as thermoset or thermoset.
  • thermoset thermoset or thermoset.
  • Thermoset materials are
  • Plastics that can not be deformed after being cured by heating or other means. They contain hard, amorphous, insoluble polymers. They are going out Precursors, which are usually fusible or soluble, produced. They have macromolecules, which are closely cross-linked via covalent bonds, resulting in their lack of softening when heated. The material hardening can result from a cross-linking reaction that depicts a chemical reaction of the individual material components.
  • thermosetting material for the
  • thermosetting material can have a high robustness even with a small wall thickness. Accordingly, the cover can be made in a small wall thickness and still protect the sensor element effectively against external influences, such as mechanical shocks, aggressive media or the like.
  • the envelope Due to the small wall thickness, the envelope can have little material and thus a low heat capacity. It is thus rapidly warmed or cooled by a change in ambient temperature. This change in temperature allows the envelope to be released almost instantaneously to the sensor element
  • thermosetting material does not melt even at high temperatures, the envelope can be a high
  • a temperature sensor can be constructed which can be used in a wide temperature range and, for example, at temperatures up to 250 ° C.
  • thermosetting material Before curing, the thermosetting material shows a very low viscosity.
  • the thermoset material may have a flow behavior that resembles the flow behavior of water. Accordingly, the thermosetting material can be very precisely filled in an injection mold and a casing can be made with precise contours. From the good flow property also follows the
  • thermoset material shows a low
  • the injection molding process may in particular be a primary molding process according to DIN 8580.
  • the material of the cladding may be on epoxy resin or
  • a wall thickness of the casing may be in a range between 0.05 mm and 1.5 mm.
  • the wall thickness of the sheath should not be less than 0.05 mm, otherwise a mechanical stability of the sheath could not be guaranteed.
  • the wall thickness of the envelope is in principle unlimited upwards. However, if the wall thickness chosen too thick, the temperature capacity of the enclosure increases and thus increases the response time of the temperature sensor. For a short response time of the temperature sensor
  • the wall thickness of the envelope should not be greater than 1.5 mm.
  • thermoset material Unlike thermoplastics, it allows the use of a thermoset material for the
  • the wall thickness of the sheath may be in a range between 0.05 mm and 0.25 mm.
  • the temperature sensor may comprise contact elements which are partially covered by the enclosure, wherein the
  • Contact elements are in a first area in which the contact elements are covered by the envelope, straight line and in a second area in which the
  • the contact elements can extend straight in extension of the first area.
  • the contact elements can extend in a straight line and the contact elements can engage in a second region in which the contact elements are free of the envelope, perpendicular to the first region.
  • the temperature sensor may have a rear end to which a
  • the contact element for electrical contacting is arranged, and a front end, which is opposite to the rear end having.
  • the contact element may for example comprise a wire.
  • the contact element may for example comprise one or more strands of a wire.
  • the contact element may have a flat-shaped metal part.
  • Contact element may be connected to the sensor element and thereby ensure the electrical contact of the sensor element.
  • Sensor element and the contact element may additionally be surrounded by an insulating part.
  • the insulating part may be a shrink tube, a coating or a separating web.
  • the insulating part can avoid a short circuit. In addition, some of the above can
  • Insulating parts provide during the manufacturing process for a mechanical reinforcement of the joint.
  • Temperature sensor may amount to at least a quarter of a diameter of the sensor element. This wall thickness is sufficient to protect the sensor element against mechanical effects or aggressive materials. A small wall thickness at the front end is advantageous to allow a short response time.
  • the diameter of the sensor element can be defined as the maximum extent of the sensor element in one direction perpendicular to the connecting line from the front end of the
  • Temperature sensor to the rear end of the temperature sensor.
  • Temperature sensor may be defined as the distance between the front end of the sensor element and the front end of the temperature sensor.
  • the sensor element may be completely covered by the enclosure.
  • the sensor element may be at least partially uncovered by the enclosure.
  • the wrapper may merely be a contact point between the
  • the temperature sensor may exhibit a particularly short response time as the response time will not be prolonged by heating or cooling the enclosure.
  • the material of the wrapper may have a water absorption of less than 1%.
  • the material of the envelope can accordingly meet the requirements of ISO 62.
  • the water absorption is a physical characteristic of the
  • the property of the enclosure for water absorption depends on its surface condition and its porosity.
  • the water uptake may be defined as the delivered percentage of the component that a sample no longer contains after complete drying.
  • the material of the cladding may have a thermal conductivity of at least 0.1 W / mK.
  • the material of the envelope may accordingly meet the requirements of ISO 8894.
  • the material of the cladding can be one Have thermal expansion coefficients of at least 10 c 10 6 1 / K. Accordingly, the material of the wrapper can meet the requirements of ISO 11359-2.
  • the material of the enclosure may be a mold shrinkage or
  • the cladding material can accordingly meet the requirements of ISO 2577.
  • the material of the wrapper may have a shrinkage of less than 0.05%.
  • the cladding material can accordingly meet the requirements of ISO 2577.
  • the material of the cladding can be a
  • the material of the enclosure can accordingly meet the requirements of IEC 60243-1. All these
  • thermoset material properties may be due to a thermoset
  • the temperature sensor may comprise an electrical contact element for contacting the sensor element, wherein a
  • Cross-sectional area of the contact element can be> 0.01.
  • the cross-sectional areas are each measured in a direction perpendicular to a connecting line between a front and a rear end of the temperature sensor.
  • the electrical contact elements can protrude in a straight line from the envelope.
  • Contact elements extend the connecting line between a front and a rear end of the cladding.
  • the electrical contact elements can be angled at 90 ° after leaving the enclosure.
  • the can electrical contact elements form a right angle with the connecting line between the front and the rear end of the enclosure.
  • a ratio of a diameter of the sheath to a length of the sheath may be> 0.01.
  • the length can be defined as the distance of the two farthest points of the envelope.
  • the diameter may be defined as the extension of the envelope in a direction perpendicular to the length, considering the maximum extent of the envelope. If the ratio were less than 0.01, then a mechanical stability of the temperature sensor could possibly not be guaranteed.
  • the present invention relates
  • Temperature sensor This may in particular be the sensor described above.
  • the method of manufacturing the temperature sensor includes the following steps:
  • thermoset material At least partially enveloping the sensor element with a thermoset material in one
  • thermosetting material before curing has a low viscosity, it is particularly well suited for the injection molding process. Because of the good
  • thermoset material can be precisely filled in an injection mold and so precisely form the desired contour of the envelope.
  • the sensor element can in step b. directly with the
  • thermosetting material are wrapped. Accordingly, it may be a direct injection molding process. Direct injection molding requires only a few process steps and can therefore be carried out quickly and cost-efficiently.
  • step b first in one
  • thermosetting material in which the sensor element is inserted. Subsequently, a further part of the envelope is applied to the sensor element.
  • the further part of the casing can be applied as a prefabricated half-shell or sprayed onto the sensor element in an injection-molding process.
  • the injection molding process may include the substeps of molding and curing the thermoset material.
  • molding the thermoset material is in a
  • Injection molding tool injected.
  • the sub-steps molding and hardening can overlap each other. After curing a melting of the thermosetting material is no longer possible. After curing, the temperature sensor can be removed from the injection mold.
  • thermoset material may be cured by heating and / or addition of a chemical component and / or by exposure to UV radiation.
  • Viscosity of the thermoset material may be reduced before and / or during molding.
  • Thermosetting material can have thixotropic properties.
  • the temperature can be at the beginning of the
  • Injection molding process can be changed so that the Viscosity of the thermosetting material decreases.
  • thermoset material can be injected particularly well into the injection mold.
  • thermoset material may be cured during and / or after molding. During the
  • Injection molding can increase the temperature over a
  • the curing process can already be performed or at least started during molding. Alternatively, the process of curing after molding may be performed.
  • Figures 1 to 3 show a temperature sensor according to a first embodiment.
  • FIG. 4 shows an enlarged detail view of the
  • FIG. 5 shows a temperature sensor according to a second exemplary embodiment.
  • FIG. 6 shows a temperature sensor according to a third exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows a temperature sensor 1 in one
  • FIG. 2 shows the temperature sensor 1 in a side view.
  • FIG. 3 shows a cross section through the temperature sensor 1 shown in FIG. 2 along the section line AA.
  • the temperature sensor 1 has a sensor element 2.
  • the sensor element is an NTC element.
  • the sensor element has two projections 3, which are each connected to a contact element 4.
  • the temperature sensor 1 has the above-mentioned
  • the contact elements 4 may be wires, wires or shaped metal parts. In the exemplary embodiment shown here, one wire each is connected to a projection 3 of the sensor element 2.
  • the contact elements may be made of metal or a metal alloy and, for example, copper and / or nickel have. Furthermore, the contact elements can be an insulation 7
  • the length of the distance u is at least 0.5 mm.
  • the temperature sensor further comprises the enclosure 8.
  • the sheath 8 surrounds the sensor element 2.
  • the sheath 8 also partially surrounds the contact elements 4.
  • the sheath 8 represents a mechanical protection for the sensor element 2.
  • the enclosure 8 comprises a thermosetting material.
  • the envelope 8 may in particular from the thermoset
  • the material of the enclosure 8 is based on epoxy resin, phenolic resin, polyurethane, melamine resin or
  • FIG. 4 shows a detail of FIG. 3, which is marked with a circle X in FIG.
  • the temperature sensor 1 also has one or two insulating parts 9.
  • Insulating parts 9 each partially surrounds the sensor element 2 and one of the contact elements 4. In particular, each of the insulating parts 9 surrounds a contact point at which the
  • the insulating part 9 can ensure that there is no short circuit of the electrical contacts between the sensor element 2 and the contact elements 4.
  • the material of the insulating parts 9 can be
  • PTFE Polytetrafluoroethylene
  • FEP fluoroethylene propylene
  • PI polyimide
  • Embodiment is only one of the contact points at which the sensor element 2 is connected to the respective contact element 4, surrounded by an insulating part 9.
  • the insulating parts 9 are optional
  • the temperature sensor 1 extends along a
  • the temperature sensor 1 has a front end 10, on which the sensor element 2 is arranged.
  • the temperature sensor 1 further has a rear end 11 which is opposite the front end 10 and on which the contact elements 4 protrude.
  • the longitudinal axis may be defined as the connecting line of the front and rear ends 10, 11.
  • the contact elements 4 may extend along the longitudinal axis in the area protruding from the enclosure. Alternatively, the
  • a length of the casing 8 is referred to as length L, wherein the length L is defined as the distance of the two furthest points of the casing 8.
  • the length L of the casing 8 extends along the
  • Enclosure 8 results as a sectional area perpendicular to the length L.
  • the cross-sectional area Q K can vary along the longitudinal axis. In a rear area, the envelope 8 has a larger cross-sectional area Q K than in a front area.
  • Cross-sectional area Q K to the length L of the envelope may be> 0.01.
  • Q E indicates the cross-sectional area of a contact element 4.
  • the ratio of the cross-sectional area Q E of the contact element 4 to the cross-sectional area Q K of the enclosure is> 0.01, wherein in each case the largest cross-sectional area of the
  • d NT c is the diameter of the sensor element 2 in one
  • the distance a indicates the distance between a front end of the
  • Sensor element 2 can a> d NT c / 4 apply.
  • the condition a> d NT c / 4 describes an optimal overmoulding design.
  • other temperature sensors are possible for which a> d NT c / 4 is not fulfilled.
  • the envelope 8 is formed in an injection molding process.
  • the sensor element 2, the contact elements 4 and the shrink tubing 9 directly with the material of the enclosure 8 are overmoulded.
  • thermosetting material for the envelope 8 result in the injection molding numerous advantages over a thermoplastic material.
  • the envelope 8 is also suitable for use at high temperatures.
  • Temperature sensor 1 can be used in a temperature range between -40 ° C and 250 ° C.
  • thermoset Furthermore, it allows the use of thermoset
  • thermoset material Materials to construct the envelope 8 with a small wall thickness.
  • the thermoset material faces before
  • thermoset material after curing shows a high level of robustness, so that low
  • the sheath 8 may have a small wall thickness, it has a low heat capacity, so that a short response time of the temperature sensor 1 results. Accordingly, the temperature sensor 1 can show a very high measurement response. In addition, the small wall thickness contributes to the miniaturization of the temperature sensor 1.
  • thermoset material has a low shrinkage behavior.
  • FIG. 5 shows the temperature sensor 1 according to a second exemplary embodiment.
  • the envelope 8 surrounding the sensor element 2 is manufactured by an indirect injection molding method.
  • Insert 12 is a half shell.
  • the sensor element 2 is then inserted together with the contact elements 4.
  • a second part 13 of the envelope 8 is applied to the sensor element 2.
  • the second part 13 of the envelope 8 can either be sprayed directly onto the sensor element 2 in a direct injection molding process or, alternatively, applied as a prefabricated second half-shell.
  • the envelope 8 shown in the second embodiment differs slightly in shape from that
  • Cross-sectional area of the second enclosure 8 is not between the rear end of the enclosure 8 and the front end of the enclosure 8.
  • Temperature sensor 1 match.
  • the manufacturing method for the first embodiment can be faster and cheaper
  • the wrapper 8 may be in any one of
  • FIG. 6 shows a temperature sensor 1 according to a third
  • Embodiment showing the enclosure 8 in a different geometry.
  • the sheath 8 each have a circular cross-section. According to the third
  • the envelope 8 with the rectangular cross-section can by a direct injection molding process, in which the
  • Sensor element 2 is molded directly, or a
  • the contact elements 4 are not wires but flat
  • the flat metal parts can also be used in the first or the second embodiment for the electrical connection of the sensor element 2.
  • Enclosure 8 according to the third embodiment also comprises a thermosetting material and offers the same advantages already explained in connection with the first embodiment. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor (1), aufweisend ein Sensorelement (2), das zumindest teilweise von einer Umhüllung (8) umgeben ist, wobei die Umhüllung (8) ein duroplastisches Material aufweist. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors (1).

Description

Beschreibung
Temperatursensor und ein Verfahren zur Herstellung des
Temperatursensors
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor und ein Verfahren zur Herstellung des Temperatursensors.
Ein Temperatursensor weist üblicherweise ein Sensorelement und ein Gehäuse auf, das beispielsweise aus einer
Kunststoffkomponente bestehen kann und das Sensorelement mechanisch schützt. Das Gehäuse könnte auch Metallteile oder einen Schrumpfschlauch aufweisen. Die an einen
Temperatursensor gestellten technischen Anforderungen hängen von der jeweiligen Systemumgebung ab. Übliche Anforderungen betreffen eine Miniaturisierung des Temperatursensors, eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine gute
Medienbeständigkeit. Die Kunststoffkomponente des
Sensorgehäuses sollte daher derart ausgelegt sein, dass die jeweiligen Anforderungen der Systemumgebung möglichst gut erfüllt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Temperatursensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben. Der verbesserte Temperatursensor sollte
insbesondere dazu geeignet sein, die oben genannten
Anforderungen, die sich aus der jeweiligen Systemumgebung ergeben können, möglichst gut zu erfüllen.
Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Es wird ein Temperatursensor vorgeschlagen, der ein
Sensorelement aufweist, das zumindest teilweise von einer Umhüllung umgeben ist, wobei die Umhüllung ein
duroplastisches Material aufweist. Die Umhüllung kann aus dem duroplastischen Material bestehen.
Bei dem Sensorelement kann es sich um ein NTC-Element (NTC = Negative Temperature Coefficient, Heißleiter) handeln. NTC- Elemente weisen einen temperaturabhängigen Widerstand auf, der einen negativen Temperaturkoeffizienten hat und bei hohen Temperaturen einen elektrischen Strom besser leitet als bei tiefen Temperaturen. Aus diesem Grund eignet sich ein NTC- Element für den Einsatz als Sensorelement zur
Temperaturmessung .
Die Umhüllung kann das Sensorelement teilweise oder
vollständig umschließen. Die Umhüllung kann einen
mechanischen Schutz des Sensorelementes bieten. Die Umhüllung kann eine Umgebungstemperatur schnell an das Sensorelement weiterleiten. Durch die Umhüllung kann es ermöglicht werden, das Sensorelement an zahlreichen Einsatzorten einzusetzen, an denen der Temperatursensor äußeren Einflüssen, beispielsweise aggressiven Medien, ausgesetzt ist.
Die Umhüllung kann eine Kunststoffkomponente sein. Die
Umhüllung kann ein Spritzgussteil sein. Die Umhüllung kann ein Gehäuse des Sensorelementes bilden.
Ein duroplastisches Material wird auch als Duromere oder Thermoset bezeichnet. Duroplastische Materialien sind
Kunststoffe, die nach ihrer Aushärtung durch Erwärmung oder andere Maßnahmen nicht mehr verformt werden können. Sie enthalten harte, amorphe, unlösliche Polymere. Sie werden aus Vorprodukten, die in der Regel schmelzbar oder löslich sind, hergestellt. Sie weisen Makromoleküle auf, die über kovalente Bindungen engmaschig vernetzt sind, woraus sich ihre fehlende Erweichung beim Erhitzen ergibt. Die Materialhärtung kann durch eine Vernetzungsreaktion ergeben, die eine chemische Reaktion der einzelnen Materialkomponenten abbildet.
Die Verwendung eines duroplastischen Materials für die
Umhüllung ermöglicht zahlreiche vorteilhafte Eigenschaften der Umhüllung.
Ein duroplastisches Material kann auch bei einer geringen Wandstärke eine hohe Robustheit aufweisen. Dementsprechend kann die Umhüllung in einer geringen Wandstärke gefertigt werden und das Sensorelement dennoch effektiv vor äußeren Einflüssen, wie mechanischen Stößen, aggressiven Medien oder ähnlichem schützen.
Die Fertigung der Umhüllung mit einer geringen Wandstärke ergibt eine kurze Ansprechzeit des Sensors. Auf Grund der geringen Wandstärke kann die Umhüllung wenig Material und somit eine geringe Wärmekapazität aufweisen. Sie wird somit durch eine Änderung einer Umgebungstemperatur schnell aufgewärmt oder abgekühlt. Diese Temperaturänderung kann die Umhüllung nahezu unverzögert an das Sensorelement
weitergeben, so dass die Ansprechzeit des Sensorelements sehr kurz ist.
Die Möglichkeit eine robuste Umhüllung mit einer geringen Wandstärke zu konstruieren erlaubt ferner eine
Miniaturisierung der Umhüllung. Damit kann ein
Temperatursensor mit einem geringen Platzbedarf
bereitgestellt werden. Da das duroplastische Material auch bei hohen Temperaturen nicht schmilzt, kann die Umhüllung eine hohe
Temperaturbeständigkeit aufweisen. Dementsprechend kann ein Temperatursensor konstruiert werden, der in einem großen Temperaturbereich und beispielsweise bei Temperaturen bis 250 °C einsetzbar ist.
Vor dem Aushärten zeigt das duroplastische Material eine sehr geringe Viskosität. Beispielsweise kann das duroplastische Material ein Fließverhalten aufweisen, das dem Fließverhalten von Wasser ähnelt. Dementsprechend kann das duroplastische Material sehr präzise in ein Spritzgusswerkzeug eingefüllt werden und eine Umhüllung mit präzisen Konturen gefertigt werden. Aus der guten Fließeigenschaft folgt ferner die
Möglichkeit, das Spritzgussverfahren zur Herstellung der Umhüllung derart auszugestalten, dass es für das
Sensorelement schonend abläuft. Dabei können geringe
Einspritzdrücke und geringe Einspritzgeschwindigkeiten verwendet werden.
Ferner zeigt das duroplastische Material ein geringes
Schwindungsverhalten, was wiederum die Präzision, mit der die Umhüllung herstellbar ist, erhöht.
Ferner kann aufgrund einer Reduzierung von Montageschritten bei einem Aufbringen der Umhüllung in einem direkten
Spritzgussverfahren die Prozesskosteneffizienz verbessert werden. Bei dem Spritzgussverfahren kann es sich insbesondere um ein Urformverfahren gemäß DIN 8580 handeln.
Das Material der Umhüllung kann auf Epoxidharz oder
Phenolharz basieren. Bei Epoxidharz und Phenolharz handelt es sich um Kunstharze. Das Material der Umhüllung kann auf
Polyurethane, Melaminharze oder Polyesterharze basieren.
Eine Wandstärke der Umhüllung kann in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 1,5 mm liegen. Die Wandstärke der Umhüllung sollte nicht geringer als 0,05 mm sein, da ansonsten eine mechanische Stabilität der Umhüllung nicht gewährleistet sein könnte. Die Wandstärke der Umhüllung ist prinzipiell nach oben hin unbegrenzt. Wird die Wandstärke jedoch zu dick gewählt, so nimmt die Temperaturkapazität der Umhüllung zu und damit erhöht sich die Ansprechzeit des Temperatursensors. Um eine kurze Ansprechzeit des Temperatursensors
gewährleisten zu können, sollte die Wandstärke der Umhüllung nicht größer als 1,5 mm sein. Je dünner die Wandstärke der Umhüllung ist, desto kürzer ist die Ansprechzeit.
Im Gegensatz zu thermoplastischen Kunststoffen ermöglicht es die Verwendung eines duroplastischen Materials für die
Umhüllung, Umhüllungen mit einer geringen Wandstärke im
Bereich zwischen 0,05 mm und 1,5 mm in einer ausreichenden mechanischen Stabilität zu fertigen. Vorzugsweise kann die Wandstärke der Umhüllung in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 0,25 mm liegen.
Der Temperatursensor kann Kontaktelemente aufweisen, die teilweise von der Umhüllung bedeckt sind, wobei die
Kontaktelemente sich in einem ersten Bereich, in dem die Kontaktelemente von der Umhüllung bedeckt sind, geradlinig erstecken und sich in einem zweiten Bereich, in dem die
Kontaktelement frei von der Umhüllung sind, ebenfalls
geradlinig in Verlängerung des ersten Bereichs erstrecken. Alternativ können die Kontaktelemente sich in einem ersten Bereich, in dem die Kontaktelemente von der Umhüllung bedeckt sind, geradlinig erstecken und die Kontaktelemente können in einem zweiten Bereich, in dem die Kontaktelement frei von der Umhüllung sind, senkrecht zu dem ersten Bereich verlaufen.
Der Temperatursensor kann ein hinteres Ende, an dem ein
Kontaktelement zur elektrischen Kontaktierung angeordnet ist, und ein vorderes Ende, das dem hinteren Ende gegenüberliegt, aufweisen. Das Kontaktelement kann beispielsweise einen Draht aufweisen. Das Kontaktelement kann beispielsweise eine oder mehrere Litzen eines Drahtes aufweisen. Das Kontaktelement kann ein flach geformtes Metallteil aufweisen. Das
Kontaktelement kann mit dem Sensorelement verbunden sein und dadurch die elektrische Kontaktierung des Sensorelementes gewährleisten. Die Verbindungsstelle zwischen dem
Sensorelement und dem Kontaktelement kann zusätzlich von einem Isolierteil umgeben sein. Bei dem Isolierteil kann es sich um einen Schrumpfschlauch, eine Beschichtung oder einen Trennsteg handeln. Das Isolierteil kann einen Kurzschluss vermeiden. Zusätzlich können einige der oben genannten
Isolierteile während des Herstellungsverfahrens für eine mechanische Verstärkung der Verbindungsstelle sorgen.
An dem vorderen Ende des Temperatursensors kann das
Sensorelement von der Umhüllung bedeckt sein, wobei eine Wandstärke der Umhüllung an dem vorderen Ende des
Temperatursensors zumindest ein Viertel eines Durchmessers des Sensorelements betragen kann. Diese Wandstärke reicht aus, um das Sensorelement vor mechanischen Einwirkungen oder aggressiven Materialien zu schützen. Eine geringe Wandstärke am vorderen Ende ist vorteilhaft, um eine kurze Ansprechzeit zu ermöglichen.
Der Durchmesser des Sensorelementes kann dabei definiert sein als maximale Ausdehnung des Sensorelementes in eine Richtung senkrecht zur Verbindungslinie vom vorderen Ende des
Temperatursensors zum hinteren Ende des Temperatursensors.
Die Wandstärke der Umhüllung an dem vorderen Ende des
Temperatursensors kann definiert sein als Abstand zwischen dem vorderen Ende des Sensorelementes und dem vorderen Ende des Temperatursensors.
Das Sensorelement kann vollständig von der Umhüllung bedeckt sein. Alternativ kann das Sensorelement zumindest teilweise von der Umhüllung unbedeckt sein. Beispielsweise kann die Umhüllung lediglich eine Kontaktstelle zwischen dem
Sensorelement und einer elektrischen Anbindung schützen. Ein vorderer Bereich des Sensorelementes, der von den
Kontaktelementen weg weist, kann frei von der Umhüllung sein. Ist der vordere Bereich frei von der Umhüllung, zeigt der Temperatursensor eine besonders kurze Ansprechzeit, da die Ansprechzeit nicht durch ein Aufheizen oder Abkühlen der Umhüllung verlängert wird.
Das Material der Umhüllung kann eine Wasseraufnahme von weniger als 1 % aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von ISO 62 erfüllen. Die Wasseraufnahme ist eine physikalische Kenngröße der
Umhüllung. Die Eigenschaft der Umhüllung zur Wasseraufnahme ist abhängig von ihrer Oberflächenbeschaffenheit und ihrer Porosität. Die Wasseraufnahme kann definiert sein als der abgegebene Bestandteil in Prozent, dem eine Probe nach dem vollständigen Trocknen nicht mehr enthält.
Das Material der Umhüllung kann eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,1 W/mK aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von ISO 8894 erfüllen. Das Material der Umhüllung kann einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von mindestens 10 c 10 6 1/K aufweisen. Dementsprechend kann das Material der Umhüllung die Anforderungen von ISO 11359-2 erfüllen. Das Material der Umhüllung kann eine Formschwindung beziehungsweise
Verarbeitungsschwindung von kleiner als 0,5 % aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von ISO 2577 erfüllen. Das Material der Umhüllung kann eine Nachschwindung von kleiner als 0,05 % aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von ISO 2577 erfüllen. Das Material der Umhüllung kann eine
elektrische Durchschlagsfestigkeit von mindestens 10 kV/mm aufweisen. Das Material der Umhüllung kann dementsprechend die Anforderungen von IEC 60243-1 erfüllen. All diese
Materialeigenschaften können durch ein duroplastisches
Material erreicht werden.
Der Temperatursensor kann ein elektrisches Kontaktelement zur Kontaktierung des Sensorelements aufweisen, wobei ein
Verhältnis einer Querschnittsfläche der Umhüllung zur
Querschnittsfläche des Kontaktelements > 0,01 sein kann. Die Querschnittsflächen sind dabei jeweils in einer Richtung gemessen, die senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen einem vorderen und einem hinteren Ende des Temperatursensors steht. Als Querschnittsfläche kann hierbei jeweils die maximale Ausdehnung der Umhüllung beziehungsweise des
elektrischen Kontaktelements betrachtet werden.
Die elektrischen Kontaktelemente können aus der Umhüllung geradlinig herausragen. Dabei können die elektrischen
Kontaktelemente die Verbindungslinie zwischen einem vorderen und einem hinteren Ende der Umhüllung verlängern. Alternativ können die elektrischen Kontaktelemente nach dem Austritt aus der Umhüllung um 90° abgewinkelt sei. Dabei können die elektrischen Kontaktelemente einen rechten Winkel mit der Verbindungslinie zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende der Umhüllung bilden.
Ein Verhältnis eines Durchmessers der Umhüllung zu einer Länge der Umhüllung kann > 0,01 sein. Die Länge kann dabei als Abstand der beiden am weitesten voneinander entfernten Punkte der Umhüllung definiert sein. Der Durchmesser kann als Ausdehnung der Umhüllung in eine Richtung senkrecht zur Länge definiert sein, wobei die maximale Ausdehnung der Umhüllung betrachtet wird. Würde das Verhältnis kleiner als 0,01 sein, so könnte möglicherweise eine mechanische Stabilität des Temperatursensors nicht gewährleistet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
Temperatursensors. Dabei kann es sich insbesondere um den oben beschriebenen Sensor handeln.
Das Verfahren zur Herstellung des Temperatursensors weist die folgenden Schritte auf:
a. Bereitstellen eines Sensorelements,
b. Zumindest teilweises Umhüllen des Sensorelements mit einem duroplastischen Material in einem
Spritzgussverfahren .
Da ein duroplastisches Material vor dem Aushärten eine geringe Viskosität aufweist, ist es besonders gut für das Spritzgussverfahren geeignet. Auf Grund der guten
Fließfähigkeit kann das duroplastische Material präzise in ein Spritzgusswerkzeug eingefüllt werden und so präzise die gewünschte Kontur der Umhüllung ausbilden. Das Sensorelement kann in Schritt b. direkt mit dem
duroplastischen Material umhüllt werden. Dementsprechend kann es sich um ein direktes Spritzgussverfahren handeln. Das direkte Spritzgießen erfordert nur wenige Prozessschritte und kann daher schnell und kosteneffizient durchgeführt werden.
Alternativ kann in Schritt b. zunächst in einem
Spritzgussverfahren ein Einlegeteil aus dem duroplastischen Material gefertigt werden, in das das Sensorelement eingelegt wird. Anschließend kann ein weiterer Teil der Umhüllung auf das Sensorelement aufgebracht wird. Der weitere Teil der Umhüllung kann dabei als vorgefertigte Halbschale aufgebracht werden oder auf das Sensorelement in einem Spitzgussverfahren aufgespritzt werden.
Das Spritzgussverfahren kann die Teilschritte der Formgebung und des Härtens des duroplastischen Materials aufweisen. Bei der Formgebung wird das duroplastische Material in ein
Spritzgusswerkzeug eingespritzt. Die Teilschritte Formgebund und Härten können einander überlappen. Nach dem Härten ist ein Aufschmelzen des duroplastischen Materials nicht mehr möglich. Nach dem Härten kann der Temperatursensor aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden.
Das duroplastische Material kann durch Aufwärmen und/oder eine Zugabe von einer chemischen Komponente und/oder durch Bestrahlung mit UV-Strahlung gehärtet werden.
Eine Viskosität des duroplastischen Materials kann vor und/oder während der Formgebung verringert wird. Das
duroplastische Material kann thixothrope Eigenschaften aufweisen. Die Temperatur kann zu Beginn des
Spritzgussverfahrens derart verändert werden, dass die Viskosität des duroplastischen Materials abnimmt.
Dementsprechend kann das duroplastische Material besonders gut in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt werden.
Das duroplastische Material kann während und/oder nach der Formgebung ausgehärtet werden. Während des
Spritzgussverfahrens kann die Temperatur über einen
Schwellwert erhöht werden, bei dem das duroplastische
Material aushärtet. Der Prozess des Aushärtens kann bereits während der Formgebung durchgeführt oder zumindest begonnen werden. Alternativ kann der Prozess des Aushärtens nach der Formgebung durchgeführt werden.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Figuren erläutert.
Figuren 1 bis 3 zeigen einen Temperatursensor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Figur 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des
Temperatursensors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Figur 5 zeigt einen Temperatursensor gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel .
Figur 6 zeigt einen Temperatursensor gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel .
Figur 1 zeigt einen Temperatursensor 1 in einer
perspektivischen Ansicht. Figur 2 zeigt den Temperatursensor 1 in einer Seitenansicht. Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch den in Figur 2 gezeigten Temperatursensor 1 entlang der Schnittlinie AA. Der Temperatursensor 1 weist ein Sensorelement 2 auf. Das Sensorelement ist ein NTC-Element. Das Sensorelement weist zwei Vorsprünge 3 auf, die jeweils mit einem Kontaktelement 4 verbunden sind.
Der Temperatursensor 1 weist die oben genannten
Kontaktelemente 4 zur elektrischen Kontaktierung des
Sensorelements 2 auf. Bei den Kontaktelementen 4 kann es sich um Leitungen, Drähte oder geformte Metallteile handeln. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist je ein Draht mit einem Vorsprung 3 des Sensorelements 2 verbunden. Die Kontaktelemente können aus Metall oder einer Metalllegierung bestehen und zum Beispiel Kupfer und/oder Nickel aufweisen. Ferner können die Kontaktelemente eine Isolierung 7
aufweisen, die beispielsweise aus Polytetrafluorethylen
(PTFE) besteht. Die Isolierung 7 überlappt mit einer
Umhüllung 8 um eine Strecke u. Die Länge der Strecke u beträgt zumindest 0,5 mm.
Der Temperatursensor weist ferner die Umhüllung 8 auf. Die Umhüllung 8 umgibt das Sensorelement 2. Die Umhüllung 8 umgibt ferner die Kontaktelemente 4 teilweise. Die Umhüllung 8 stellt einen mechanischen Schutz für das Sensorelement 2 dar .
Die Umhüllung 8 weist ein duroplastisches Material auf. Die Umhüllung 8 kann insbesondere aus dem duroplastischen
Material bestehen. Das Material der Umhüllung 8 basiert auf Epoxidharz, Phenolharz, Polyurethane, Melaminharz oder
Polyesterharz . Figur 4 zeigt einen Ausschnitt der Figur 3, der in Figur 3 mit einem Kreis X markiert ist. Der Temperatursensor 1 weist ferner ein oder zwei Isolierteile 9 auf. Jedes der
Isolierteile 9 umgibt jeweils teilweise das Sensorelement 2 und eines der Kontaktelemente 4. Insbesondere umgibt jedes der Isolierteile 9 eine Kontaktstelle, an der das
Sensorelement 2 mit dem jeweiligen Kontaktelement 4 verbunden ist. Auf diese Weise kann das Isolierteil 9 sicherstellen, dass es nicht zu einem Kurzschluss der elektrischen Kontakte zwischen dem Sensorelement 2 und den Kontaktelementen 4 kommt. Das Material der Isolierteile 9 kann ein
Polytetrafluorethyle (PTFE) , ein Fluorethylen-Propyle (FEP) oder ein Polyimid (PI) sein. In einer alternativen
Ausführungsform ist nur eine der Kontaktstellen, an denen das Sensorelement 2 mit dem jeweiligen Kontaktelement 4 verbunden ist, von einem Isolierteil 9 umgeben.
Bei den Isolierteilen 9 handelt es sich um optionale
Bestandteile des Temperatursensors 1. Es ist möglich, einen Temperatursensor 1 zu konstruieren, der keine Isolierteile 9 aufweist .
Der Temperatursensor 1 erstreckt sich entlang einer
longitudinalen Achse. Der Temperatursensor 1 weist ein vorderes Ende 10 auf, an dem das Sensorelement 2 angeordnet ist. Der Temperatursensor 1 weist ferner ein hinteres Ende 11 auf, das dem vorderen Ende 10 gegenüberliegt und an dem die Kontaktelemente 4 hervorstehen. Die longitudinale Achse kann als Verbindungslinie des vorderen und des hinteren Endes 10, 11 definiert sein. Die Kontaktelemente 4 können sich in dem Bereich, der aus der Umhüllung herausragt, entlang der longitudinalen Achse erstrecken. Alternativ können die
Kontaktelemente 4 in dem Bereich, der aus der Umhüllung herausragt, senkrecht zu der longitudinalen Achse verlaufen. Eine Länge der Umhüllung 8 ist als Länge L bezeichnet, wobei die Länge L definiert ist als Abstand der beiden am weitesten voneinander entfernt liegenden Punkte der Umhüllung 8. Die Länge L der Umhüllung 8 erstreckt sich entlang der
longitudinalen Achse. Eine Querschnittsfläche QK der
Umhüllung 8 ergibt sich als Schnittfläche senkrecht zu der Länge L. Die Querschnittsfläche QK kann sich entlang der longitudinalen Achse verändern. In einem hinteren Bereich weist die Umhüllung 8 eine größere Querschnittsfläche QK auf als in einem vorderen Bereich.
Ein Verhältnis des größten Durchmessers der
Querschnittsfläche QK zur Länge L der Umhüllung kann > 0,01 sein .
QE gibt die Querschnittsfläche eines Kontaktelements 4 an.
Das Verhältnis der Querschnittsfläche QE des Kontaktelements 4 zur Querschnittsfläche QK der Umhüllung beträgt > 0,01, wobei jeweils die größte Querschnittsfläche des
Kontaktelements und der Umhüllung betrachtet werden. dNTc gibt den Durchmesser des Sensorelements 2 in einer
Richtung senkrecht zur longitudinalen Achse an. Der Abstand a gibt den Abstand zwischen einem vorderen Ende des
Sensorelements 2 und einem vorderen Ende der Umhüllung 8 an. Für diesen Abstand und den Durchmesser dNTc des
Sensorelementes 2 kann a > dNTc / 4 gelten. Die Bedingung a > dNTc / 4 beschreibt eine optimale Umspritzauslegung. Es sind aber auch andere Temperatursensoren möglich, für die a > dNTc / 4 nicht erfüllt ist.
Die Umhüllung 8 wird in einem Spritzgussverfahren gebildet. Dazu können das Sensorelement 2, die Kontaktelemente 4 und die SchrumpfSchläuche 9 direkt mit dem Material der Umhüllung 8 umspritzt werden. Durch die Verwendung eines
duroplastischen Materials für die Umhüllung 8 ergeben sich bei dem Spritzgussverfahren zahlreiche Vorteile gegenüber einem thermoplastischen Material.
Ist das duroplastische Material ausgehärtet, kann es nicht mehr aufgeschmolzen werden. Dementsprechend eignet sich die Umhüllung 8 auch für den Einsatz bei hohen Temperaturen.
Beispielsweise kann aufgrund der Verwendung eines
duroplastischen Materials für die Umhüllung 8 der
Temperatursensor 1 in einem Temperaturbereich zwischen -40 °C und 250 °C eingesetzt werden.
Ferner ermöglicht es die Verwendung des duroplastischen
Materials, die Umhüllung 8 mit einer geringen Wandstärke zu konstruieren. Das duroplastische Material weist vor dem
Aushärten eine sehr niedrige Viskosität auf. Es zeigt dementsprechend ein sehr gutes Fließverhalten und kann somit präzise in die gewünschten Designkonturen gebracht werden. Darüber hinaus zeigt das duroplastische Material nach dem Aushärten eine hohe Robustheit, sodass auch niedrige
Wandstärken einen gewünschten mechanischen Schutz des
Sensorelements ermöglichen.
Da die Umhüllung 8 eine geringe Wandstärke aufweisen kann, hat sie eine geringe Wärmekapazität, sodass sich eine kurze Ansprechzeit des Temperatursensors 1 ergibt. Dementsprechend kann der Temperatursensor 1 eine sehr hohe Messreaktion zeigen. Darüber hinaus trägt die geringe Wandstärke zur Miniaturisierung des Temperatursensors 1 bei.
Die gute Fließfähigkeit des Materials ermöglicht es, bei dem Spritzgussverfahren einen geringen Einspritzdruck und eine geringe Einspritzgeschwindigkeit zu verwenden, sodass das Spritzgussverfahren auch bei einem direkten Umspritzen des Sensorelementes 2 für das Sensorelement 2 sehr schonend durchgeführt werden kann und das Sensorelement 2 nicht belastet. Darüber hinaus zeigt das duroplastische Material ein geringes Schwindungsverhalten.
Figur 5 zeigt den Temperatursensor 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird die Umhüllung 8, die das Sensorelement 2 umgibt, in einem indirekten Spritzgussverfahren gefertigt. Dazu wird zunächst ein Einlegeteil 12, das einen Teil der Umhüllung 8 bildet, in einem Spritzgussverfahren gefertigt. Bei dem
Einlegeteil 12 handelt es sich um eine Halbschale. In die Halbschale wird dann das Sensorelement 2 zusammen mit den Kontaktelementen 4 eingelegt. Anschließend wird ein zweiter Teil 13 der Umhüllung 8 auf das Sensorelement 2 aufgebracht. Der zweite Teil 13 der Umhüllung 8 kann entweder unmittelbar auf das Sensorelement 2 in einem direkten Spritzgussverfahren aufgespritzt werden oder alternativ als vorgefertigte zweite Halbschale aufgebracht werden.
Die in dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigte Umhüllung 8 unterscheidet sich in ihrer Form geringfügig von der
Umhüllung 8 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Insbesondere ändert sich die Ausdehnung der
Querschnittsfläche der zweiten Umhüllung 8 nicht zwischen dem hinteren Ende der Umhüllung 8 und dem vorderen Ende der Umhüllung 8. Davon abgesehen stimmt der Temperatursensor 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit dem
Temperatursensor 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel überein . Das erste Ausführungsbeispiel, bei dem die Umhüllung 8 in einem direkten Spritzgussverfahren aufgebracht wird,
erfordert gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel weniger Prozessschritte. Daher kann das Herstellungsverfahren für das erste Ausführungsbeispiel schneller und günstiger
durchgeführt werden.
Die Umhüllung 8 kann in einer beliebigen in einem
Spritzgussverfahren herstellbaren Form gefertigt sein. Figur 6 zeigt einen Temperatursensor 1 gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel, der die Umhüllung 8 in einer anderen Geometrie zeigt. Bei dem ersten und dem zweiten
Ausführungsbeispiel weist die Umhüllung 8 jeweils einen kreisförmigen Querschnitt auf. Gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel weist die Umhüllung 8 einen
rechteckförmigen Querschnitt auf. Dabei können die Ecken abgerundet sein.
Die Umhüllung 8 mit dem rechteckförmigen Querschnitt kann durch ein direktes Spritzgussverfahren, bei dem das
Sensorelement 2 unmittelbar umspritzt wird, oder ein
indirektes Spritzgussverfahren, bei dem zunächst ein
Einlegeteil gefertigt wird, gefertigt werden.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Kontaktelementen 4 nicht um Drähte sondern um flache
Metallteile. Die flachen Metallteile können auch bei dem ersten oder dem zweiten Ausführungsbeispiel zur elektrischen Anbindung des Sensorelements 2 eingesetzt werden. Die
Umhüllung 8 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weist ebenfalls ein duroplastisches Material auf und bietet die gleichen Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurden. Bezugszeichenliste
1 Temperatursensor
2 Sensorelement
3 Vorsprung
4 Kontaktelement
7 Isolierung
8 Umhüllung
9 Schrumpfschlauch
10 vorderes Ende
11 hinteres Ende
12 Einlegeteil
13 zweiter Teil der Umhüllung

Claims

Patentansprüche
1. Temperatursensor (1), aufweisend
ein Sensorelement (2), das zumindest teilweise von einer Umhüllung (8) umgeben ist, wobei die Umhüllung (8) ein duroplastisches Material aufweist.
2. Temperatursensor (1) gemäß dem vorherigen Anspruch,
wobei das Material der Umhüllung (8) auf Epoxidharz, Phenolharz, Polyurethane, Melaminharze oder
Polyesterharze basiert.
3. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen
Ansprüche,
wobei eine Wandstärke der Umhüllung (8) in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 1,5 mm liegt.
4. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen
Ansprüche,
wobei der Temperatursensor (1) Kontaktelemente (4) aufweist, die teilweise von der Umhüllung (8) bedeckt sind,
wobei die Kontaktelemente (4) sich in einem ersten
Bereich, in dem die Kontaktelemente (4) von der
Umhüllung (8) bedeckt sind, geradlinig erstecken und sich in einem zweiten Bereich, in dem die Kontaktelement (4) frei von der Umhüllung (8) sind, ebenfalls
geradlinig in Verlängerung des ersten Bereichs
erstrecken,
oder
wobei die Kontaktelemente (4) sich in einem ersten
Bereich, in dem die Kontaktelemente (4) von der
Umhüllung (8) bedeckt sind, geradlinig erstecken und die Kontaktelemente (4) in einem zweiten Bereich, in dem die Kontaktelement (4) frei von der Umhüllung (8) sind, senkrecht zu dem ersten Bereich verlaufen.
5. Temperatursensor (1) gemäß dem vorherigen Anspruch,
wobei der Temperatursensor (1) ein hinteres Ende (11), an dem ein Kontaktelement (4) aus der Umhüllung (8) herausragt, und ein vorderes Ende (10), das dem hinteren Ende (11) gegenüberliegt, aufweist, wobei an dem
vorderen Ende (10) des Temperatursensors (1) das
Sensorelement (2) von der Umhüllung (8) bedeckt ist, wobei eine Wandstärke (a) der Umhüllung (8) an dem vorderen Ende (10) des Temperatursensors (1) zumindest ein Viertel eines Durchmessers (dNTc) des Sensorelements (2) beträgt.
6. Temperatursensor (1) gemäß einem Ansprüche 4 oder 5, wobei ein Verhältnis einer Querschnittsfläche (QK) der Umhüllung (8) zur Querschnittsfläche (QE) eines
Kontaktelements (4) größer gleich 0,01 ist.
7. Temperatursensor (1) gemäß einem Ansprüche 4 bis 6,
wobei die Kontaktelemente (4) eine Leitung, einen Draht, eine Litze oder geformte Metallteile aufweisen,
und/oder
wobei die Kontaktelemente (4) aus Metall oder einer Metalllegierung bestehen und zum Beispiel Kupfer
und/oder Nickel aufweisen.
8. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen
Ansprüche,
wobei das Sensorelement (2) ein NTC-Element ist.
9. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen
Ansprüche,
wobei das Sensorelement (2) vollständig von der
Umhüllung (8) bedeckt ist, oder
wobei das Sensorelement (2) zumindest teilweise von der Umhüllung (8) unbedeckt ist.
10. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen
Ansprüche,
wobei das Material der Umhüllung (8) eine Wasseraufnahme von weniger als 1 % aufweist,
und/oder
wobei das Material der Umhüllung (8) eine
Wärmeleitfähigkeit von mindestens 0,1 W/mK aufweist, und/oder
wobei das Material der Umhüllung (8) einen
Wärmeausdehnungskoeffizienten von mindestens 10 c 10 6 1/K aufweist,
und/oder
wobei das Material der Umhüllung (8) eine Form- und Verarbeitungsschwindung von weniger als 0,5 % aufweist, und/oder
wobei das Material der Umhüllung (8) eine Nachschwindung von weniger als 0,05 % aufweist,
und/oder
wobei das Material der Umhüllung (8) eine elektrische Durchschlagsfestigkeit von mindestens 10 kV/mm aufweist.
11. Temperatursensor (1) gemäß einem der vorherigen
Ansprüche,
wobei ein Verhältnis eines Durchmessers der Umhüllung (8) zu einer Länge der Umhüllung (8) größer gleich 0,01 ist .
12. Verfahren zur Herstellung eines Temperatursensors (1), aufweisend die Schritte:
a. Bereitstellen eines Sensorelements (2),
b. Zumindest teilweises Umhüllen des Sensorelements (2) mit einem duroplastischen Material in einem
Spritzgussverfahren .
13. Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch,
wobei das Sensorelement (2) in Schritt b. direkt mit dem duroplastischen Material umhüllt wird,
oder
wobei in Schritt b. zunächst in einem
Spritzgussverfahren ein Einlegeteil (12) aus dem
duroplastischen Material gefertigt wird, in das das Sensorelement (2) horizontal oder vertikal eingelegt wird, wobei anschließend ein weiterer Teil (13) der Umhüllung (8) auf das Sensorelement (2) aufgebracht wird .
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13,
wobei das duroplastischen Material während und/oder nach einer Formgebung ausgehärtet wird.
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14,
wobei das duroplastische Material durch Aufwärmen und/oder eine Zugabe von einer chemischen Komponente und/oder durch Bestrahlung mit UV-Strahlung gehärtet wird .
16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15,
wobei eine Viskosität des duroplastischen Materials vor und/oder während einer Formgebung verringert wird.
PCT/EP2019/052789 2018-02-07 2019-02-05 Temperatursensor und ein verfahren zur herstellung des temperatursensors WO2019154812A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018102709.5 2018-02-07
DE102018102709.5A DE102018102709A1 (de) 2018-02-07 2018-02-07 Temperatursensor und ein Verfahren zur Herstellung des Temperatursensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019154812A1 true WO2019154812A1 (de) 2019-08-15

Family

ID=65279564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/052789 WO2019154812A1 (de) 2018-02-07 2019-02-05 Temperatursensor und ein verfahren zur herstellung des temperatursensors

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102018102709A1 (de)
WO (1) WO2019154812A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0809093A1 (de) * 1996-05-24 1997-11-26 Heraeus Sensor-Nite GmbH Temperatursensor mit einem Messwiderstand
JP2010123641A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Unitika Ltd 電子部品装置及びその製造方法
US20120026659A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Joinset Co., Ltd. Ceramic chip assembly
DE102013219092A1 (de) * 2013-09-23 2015-03-26 Conti Temic Microelectronic Gmbh Anordnung eines Temperatursensors mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung
JP6150971B1 (ja) * 2017-02-10 2017-06-21 株式会社岡崎製作所 測温抵抗体センサ及びその製作方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6145465Y2 (de) * 1981-02-11 1986-12-20
JP4041018B2 (ja) * 2003-06-25 2008-01-30 Ｔｄｋ株式会社 温度センサ
US8059947B2 (en) * 2007-10-29 2011-11-15 Smiths Medical Asd, Inc. Environmentally protected thermistor for respiratory system
US8734012B2 (en) * 2009-08-21 2014-05-27 Therm-O-Disc, Incorporated Temperature sensor
JP5523982B2 (ja) * 2010-08-16 2014-06-18 株式会社芝浦電子 温度センサ
DE202014002881U1 (de) * 2014-04-03 2015-07-07 S + S Regeltechnik Gmbh Tauchfühler-Sensor und Einrichtung zu dessen Konfektionieren mit einem Anschlusskabel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0809093A1 (de) * 1996-05-24 1997-11-26 Heraeus Sensor-Nite GmbH Temperatursensor mit einem Messwiderstand
JP2010123641A (ja) * 2008-11-18 2010-06-03 Unitika Ltd 電子部品装置及びその製造方法
US20120026659A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Joinset Co., Ltd. Ceramic chip assembly
DE102013219092A1 (de) * 2013-09-23 2015-03-26 Conti Temic Microelectronic Gmbh Anordnung eines Temperatursensors mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung
JP6150971B1 (ja) * 2017-02-10 2017-06-21 株式会社岡崎製作所 測温抵抗体センサ及びその製作方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018102709A1 (de) 2019-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112010001698T5 (de) Schmelzwiderstand, Verfahren zu dessen Herstellung und Verfahren zu dessen Installation
WO2008043691A1 (de) Gespritztes kunststoffbauteil mit einlegeteil
DE102004044614B4 (de) Verfahren zur Herstellung von mehrfach umspritzten Elektronikbauteilen
DE10111657A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für Sensorelemente, sowie Sensor, insbesondere Temperatur-Sensor
DE602006000223T2 (de) Elektronisches Gerät und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102006060648A1 (de) Vorrichtung mit einem Sensor und Koppelmitteln
DE102017102912B4 (de) Verfahren zum Verbinden einer elektrischen Vorrichtung mit einem Anschlusskabel und elektrische Vorrichtung mit einem Anschlusskabel
DE102017218603A1 (de) Verbinder
DE4143671C2 (de) Verfahren zur Fertigung eines Temperaturschalters
EP2122784B1 (de) Sensoranordnung
EP2133539A2 (de) Drosselklappenstutzen mit Drosselklappe
DE2607058A1 (de) Verfahren und form zum herstellen von geformten kabel-spleisstellen
EP3619781B1 (de) Elektro-bauteil und verfahren zu dessen herstellung
DE602004006504T2 (de) Konstruktionseinheit und verfahren zu ihrer herstellung
DE4423985C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer feuchtigkeitsdichten Verbindung einer elektrischen Leitung mit einem Thermistor eines Temperatursensors
DE3324865C1 (de) Bremsbelagverschleiß-Überwachungsorgan
WO2019154812A1 (de) Temperatursensor und ein verfahren zur herstellung des temperatursensors
DE19835613C2 (de) Elektrisch leitfähige Harzzusammensetzung und deren Verwendung zur Herstellung von Harzformteilen
EP3479664B1 (de) Verfahren zum herstellen einer steuergeräteeinheit, insbesondere für ein fahrzeug, und steuergeräteinheit, insbesondere für ein fahrzeug
EP1371124B1 (de) Verfahren zum herstellen eines leiterstabes
DE3623927C1 (en) Method for fitting a coupling element to the end of an electrical cable (line, lead)
EP0152851A2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Isolationsumhüllung am Übergangsbereich zwischen Vielfachbandleitungen und an deren Leiter angeschlossenen Reihen von Kontaktsteckern oder Kontaktbuchsen bzw. Vielfachbandleitung mit einer solchen Isolationsumhüllung
DE4423677C2 (de) Ein- oder mehrpoliger Stecker mit gespritztem Gehäuse
DE3545414A1 (de) Elektrisches heizelement und verfahren zu seiner herstellung
DE102022109396A1 (de) Streulichtblende mit elektrischem Heizwiderstand

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19703317

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19703317

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1