DE102010048312B3 - Method for manufacturing high temperature sensor arrangement for, e.g. exhaust gas passage of motor vehicle combustion engine, involves providing fixed mechanical coupling between mold component, sensor element and electrical lead - Google Patents

Method for manufacturing high temperature sensor arrangement for, e.g. exhaust gas passage of motor vehicle combustion engine, involves providing fixed mechanical coupling between mold component, sensor element and electrical lead Download PDF

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Abstract

The method involves providing a mold component (24) and an electrical lead (18) with an electrical contact region (20). The electrical contact region is inserted into a recess formed in the mold component. An electrical coupling is established between sensor element (16) and electrical contact region. A fixed mechanical coupling is provided between the mold component, sensor element and electrical lead to form a sensor component (40). The sensor component is introduced into a tubular sleeve (12). An independent claim is included for high temperature sensor arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellen einer Hochtemperatur-Sensoranordnung und eine Hochtemperatur-Sensoranordnung.The invention relates to a method for producing a high-temperature sensor arrangement and a high-temperature sensor arrangement.

Ein bevorzugtes Einsatzgebiet von Hochtemperatur-Sensoranordnungen sind beispielsweise Abgaskanäle von Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen. Für das Management derartiger Brennkraftmaschinen können verschiedene Hochtemperatur-Sensoranordnungen wie beispielsweise Temperatursensoren oder Lambdasonden eingesetzt werden, deren Einsatztemperatur insbesondere im Bereich von über 600°C liegen kann. Die Messstellen derartiger Sensoranordnungen liegen insbesondere im motornahen Teil des Abgaskanals. Bei Messungen im Abgaskanal einer Brennkraftmaschine werden bezüglich chemischer, mechanischer und thermischer Einsatzbedingungen sehr hohe Anforderungen an die Bauteile der Sensoranordnung gestellt.A preferred field of application of high-temperature sensor arrangements are, for example, exhaust ducts of internal combustion engines of motor vehicles. For the management of such internal combustion engines, various high-temperature sensor arrangements such as temperature sensors or lambda probes can be used, the operating temperature can be in particular in the range of about 600 ° C. The measuring points of such sensor arrangements are in particular in the engine-related part of the exhaust passage. For measurements in the exhaust passage of an internal combustion engine, very high demands are placed on the components of the sensor arrangement with regard to chemical, mechanical and thermal operating conditions.

Die US 5,775,811 A offenbart einen Temperatursensor, mit einer temperaturempfindlichen Vorrichtung, der aufweist ein Isolationssubstrat, einen Dünnfilmhalbleiter, der auf dem Isolationssubstrat ausgebildet ist, und ein Paar Elektroden, die mit dem Dünnfilmhalbleiter elektrisch gekoppelt sind, einem zylindrischen Behälter, in dem die temperaturempfindliche Vorrichtung hermetisch dicht angeordnet ist, und mit vier elektrischen Leitungen, mittels denen der temperaturempfindlichen Vorrichtung Strom zugeführt werden kann.The US 5,775,811 A discloses a temperature sensor comprising a temperature sensitive device comprising an insulating substrate, a thin film semiconductor formed on the insulating substrate, and a pair of electrodes electrically coupled to the thin film semiconductor, a cylindrical container in which the temperature sensitive device is hermetically sealed , and with four electrical lines, by means of which the temperature-sensitive device power can be supplied.

Die DE 195 49 249 A1 offenbart einen Temperaturfühler mit einem temperaturabhängigen Sensorelement, welches mit entsprechenden Zuführungsleitungen verbunden ist sowie mit einer Temperaturfühlerkapsel, in welche die Zuführungsleitungen teilweise und das Sensorelement ganz einschiebbar sind.The DE 195 49 249 A1 discloses a temperature sensor with a temperature-dependent sensor element, which is connected to corresponding supply lines and with a temperature sensor capsule, in which the supply lines partially and the sensor element are completely inserted.

Die DE 102 11 034 B4 offenbart einen Temperatursensor mit:
einem Thermistorelement, Elektrodendrähten, die von dem Thermistorelement zum Erfassen eines Thermistorssignals geführt sind; und einem Draht zum Abgeben des Thermistorsignals zur Außenseite. Das Thermistorelement ist an dem Draht dadurch gestützt, dass die Elektrodendrähte an den Draht gefügt sind.The DE 102 11 034 B4 discloses a temperature sensor with:
a thermistor element, electrode wires guided by the thermistor element for detecting a thermistor signal; and a wire for outputting the thermistor signal to the outside. The thermistor element is supported on the wire by the electrode wires being joined to the wire.

Die EP 1 757 916 A1 offenbart eine Anordnung zur lokalen Überwachung von Funktionen, bei welcher ein Sensor über elektrische Leiter an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, bei welcher der Sensor zusammen mit mindestens einem weiteren elektrischen bzw. elektronischen Bauteil auf einer mit Leiterbahnen versehenen Platine angeordnet ist, durch deren Leiterbahnen er elektrisch leitend mit dem an die Leiterbahnen angeschlossenen Bauteil verbunden ist, und bei welcher die Platine in einem Gehäuse angeordnet ist.The EP 1 757 916 A1 discloses an arrangement for the local monitoring of functions, in which a sensor is connected via electrical conductors to a voltage source, in which the sensor is arranged together with at least one further electrical or electronic component on a circuit board provided with printed circuit boards, by the conductor tracks he electrically is conductively connected to the component connected to the conductor tracks, and in which the circuit board is arranged in a housing.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Hochtemperatur-Sensoranordnung sowie eine Hochtemperatur-Sensoranordnung anzugeben, die einfach und kostengünstig herzustellen ist.It is an object of the invention to provide a method for producing a high temperature sensor assembly and a high temperature sensor assembly that is simple and inexpensive to manufacture.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The object is solved by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung zeichnet sich aus durch ein Verfahren zur Herstellung einer Hochtemperatur-Sensoranordnung, umfassend:
Bereitstellen mindestens eines Formkörpers und mindestens einer elektrischen Zuleitung mit einem elektrischen Kontaktbereich,
Einbringen des elektrischen Kontaktbereichs der mindestens einer elektrischen Zuleitung in eine Ausnehmung des mindestens einen Formkörpers,
Bereitstellen eines Sensorelements und Herstellen einer elektrischen Kopplung zwischen dem Sensorelement und dem elektrischen Kontaktbereich der mindestens einen elektrischen Zuleitung,
Herstellen einer festen mechanischen Kopplung zwischen dem mindestens einen Formkörper, dem Sensorelement und der mindestens einen elektrischen Zuleitung unter Ausbildung einer Sensorbaugruppe und
Einbringen der Sensorbaugruppe und eines Isolationselements in eine Rohrhülse, wobei das Isolationselement radial zwischen der Rohrhülse und dem Sensorelement angeordnet wird und komprimiert wird.The invention is characterized by a method for producing a high-temperature sensor arrangement, comprising:
Providing at least one shaped body and at least one electrical lead with an electrical contact area,
Introducing the electrical contact region of the at least one electrical supply line into a recess of the at least one shaped body,
Providing a sensor element and establishing an electrical coupling between the sensor element and the electrical contact region of the at least one electrical supply line,
Producing a fixed mechanical coupling between the at least one molded body, the sensor element and the at least one electrical supply line to form a sensor assembly and
Inserting the sensor assembly and an insulating member into a tube sleeve, wherein the insulating member is disposed radially between the tube sleeve and the sensor element and is compressed.

Durch das komprimierte Isolationselement wird ein Beitrag für eine Dichtigkeit gegenüber Gasen und Flüssigkeiten geleistet. Ferner wirkt das Isolationselement als Führungselement und trägt so zum Stabilisieren der Sensorbaugruppe bei.The compressed insulation element makes a contribution to sealing against gases and liquids. Furthermore, the isolation element acts as a guide element and thus contributes to stabilizing the sensor assembly.

Die Hochtemperatur-Sensoranordnung ist vorzugsweise für einen Einsatz bei Temperaturen von mindestens 600°C ausgebildet.The high-temperature sensor arrangement is preferably designed for use at temperatures of at least 600 ° C.

Die Hochtemperatur-Sensoranordnung kann beispielsweise eingesetzt werden im Rahmen einer Temperaturerfassung und/oder einer Gaserfassung, insbesondere einer Gaskenngröße, und/oder einer Rußkonzentrationserfassung, auch bezeichnet als Soot.The high-temperature sensor arrangement can be used, for example, within the scope of a temperature detection and / or a gas detection, in particular a gas parameter, and / or a soot concentration detection, also referred to as soot.

Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass eine einfache und kostengünstige Montage der Hochtemperatur-Sensoranordnung möglich ist. Des Weiteren ist ein modularer Aufbau der Hochtemperatur-Sensoranordnung möglich. Darüber hinaus kann auf einen eigenen Stecker zur elektrischen Kontaktierung des Hochtemperatur-Sensorelements verzichtet werden. Je nach Ausbildung des mindestens einen Formkörpers kann die Richtung des Abgangs der elektrischen Zuleitung individuell ausgebildet werden.Such a method has the advantage that a simple and cost-effective installation of the high-temperature sensor arrangement is possible. Furthermore, a modular construction of the high-temperature sensor arrangement is possible. In addition, can on dispensed with a separate plug for making electrical contact with the high-temperature sensor element. Depending on the design of the at least one shaped body, the direction of the outlet of the electrical supply line can be formed individually.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine mechanische Kopplung zwischen einem ersten der Formkörper, einem zweiten der Formkörper, dem Sensorelement und der elektrischen Zuleitung hergestellt, derart, dass der erste Formkörper und der zweite Formkörper den elektrischen Kontaktbereich der mindestens einen elektrischen Zuleitung wenigstens im Bereich der elektrischen Kopplung zwischen dem Sensorelement und dem elektrischen Kontaktbereich umschließen.In a preferred embodiment, a mechanical coupling is produced between a first of the shaped bodies, a second of the shaped bodies, the sensor element and the electrical supply line, such that the first shaped body and the second shaped body form the electrical contact area of the at least one electrical supply line at least in the region of the electrical Enclose coupling between the sensor element and the electrical contact area.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden der erste Formkörper und der zweite Formkörper durch eine Hüllenanordnung umschlossen, derart, dass der erste Formkörper und der zweite Formkörper durch die Hüllenanordnung miteinander fest gekoppelt sind. Dies stellt eine einfache Methode dar, den ersten Formkörper und den zweiten Formkörper durch die Hüllenanordnung in sicherer Weise miteinander zu koppeln.In a further preferred embodiment, the first shaped body and the second shaped body are enclosed by a sheath arrangement, such that the first shaped body and the second shaped body are fixedly coupled to one another by the sheath arrangement. This provides a simple method of securely coupling the first molded article and the second molded article together through the envelope assembly.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Hüllenanordnung mindestens zwei Schalenelemente auf, und der erste Formkörper und der zweite Formkörper werden zwischen den mindestens zwei Schalenelementen angeordnet, und die beiden Schalenelemente werden fest miteinander gekoppelt. Damit ist eine sichere Kopplung zwischen den zwei Formkörpern erreichbar.In a further preferred embodiment, the sheath arrangement has at least two shell elements, and the first shaped body and the second shaped body are arranged between the at least two shell elements, and the two shell elements are firmly coupled together. For a secure coupling between the two moldings can be achieved.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die beiden, Schalenelemente stoffschlüssig miteinander gekoppelt.In a further preferred embodiment, the two shell elements are coupled to one another in a material-locking manner.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die beiden Schalenelemente durch Schweißen miteinander gekoppelt. Damit ist eine besonders sichere Kopplung der beiden Schalenelemente und damit eine gute Kopplung zwischen den zwei Formkörpern erreichbar.In a further preferred embodiment, the two shell elements are coupled together by welding. For a particularly secure coupling of the two shell elements and thus a good coupling between the two moldings can be achieved.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Hüllenanordnung ein Rohrelement auf, und der erste Formkörper und der zweite Formkörper werden in dem Rohrelement angeordnet.In a further preferred embodiment, the sheath arrangement has a tubular element, and the first shaped body and the second shaped body are arranged in the tubular element.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Rohrelement stoffschlüssig mit dem ersten Formkörper und dem zweiten Formkörper gekoppelt. Damit ist eine sichere und einfache Kopplung des Rohrelements mit den beiden Formkörpern möglich, beispielsweise durch Kleben.In a further preferred embodiment, the tube element is materially coupled to the first molded body and the second molded body. For a safe and simple coupling of the tubular element with the two moldings is possible, for example by gluing.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Rohrelement formschlüssig mit dem ersten Formkörper und dem zweiten Formkörper fest gekoppelt. Damit ist eine sichere Anordnung der beiden Formkörper in dem Rohrelement möglich; einfache Kopplung möglich, beispielsweise durch Crimpen.In a further preferred embodiment, the tubular element is positively coupled with the first molded body and the second molded body. For a secure arrangement of the two moldings in the pipe element is possible; simple coupling possible, for example by crimping.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der mindestens eine Formkörper wenigstens teilweise Glas auf. Nach dem Herstellen der festen mechanischen Kopplung zwischen dem mindestens einen Formkörper, dem Sensorelement und der mindestens einen elektrischen Zuleitung wird der mindestens eine Formkörper auf eine Temperatur von mindestens der Schmelztemperatur des Glases erhitzt. Dies hat den Vorteil, dass bei einem Schmelzen des Glases eine sehr gute Abdichtung zwischen dem mindestens einen Formkörper und der Hüllenanordnung erreicht werden kann.In a further preferred embodiment, the at least one shaped body at least partially comprises glass. After establishing the fixed mechanical coupling between the at least one shaped body, the sensor element and the at least one electrical supply line, the at least one shaped body is heated to a temperature of at least the melting temperature of the glass. This has the advantage that, when the glass melts, a very good seal can be achieved between the at least one shaped body and the casing arrangement.

Die Erfindung zeichnet sich weiter aus durch eine Hochtemperatur-Sensoranordnung, mit einer Rohrhülse, und einer in der Rohrhülse angeordneten Sensorbaugruppe. Die Sensorbaugruppe weist auf mindestens eine elektrische Zuleitung mit einem elektrischen Kontaktbereich, ein Sensorelement, das mit dem elektrischen Kontaktbereich elektrisch gekoppelt ist, und mindestens einen Formkörper. Der elektrische Kontaktbereich der mindestens einen elektrischen Zuleitung ist in einer Ausnehmung des mindestens einen Formkörpers angeordnet, und der mindestens eine Formkörper ist mechanisch fest mit dem Sensorelement und der mindestens einen elektrischen Zuleitung gekoppelt. Radial zwischen dem Sensorelement und der Rohrhülse ist ein Isolationselement angeordnet.The invention is further distinguished by a high-temperature sensor arrangement, with a tube sleeve, and a sensor assembly arranged in the tube sleeve. The sensor module has at least one electrical supply line with an electrical contact region, a sensor element that is electrically coupled to the electrical contact region, and at least one shaped article. The electrical contact region of the at least one electrical supply line is arranged in a recess of the at least one shaped body, and the at least one shaped body is mechanically fixedly coupled to the sensor element and the at least one electrical supply line. Radially between the sensor element and the tube sleeve, an insulating element is arranged.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Hochtemperatur-Sensoranordnung weist die Hochtemperatur-Sensoranordnung eine Lambdasonde auf.In a preferred embodiment of the high-temperature sensor arrangement, the high-temperature sensor arrangement has a lambda probe.

Im Übrigen sind die Merkmale des Verfahrens zur Herstellung der Hochtemperatur-Sensoranordnung auch für weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Hochtemperatur-Sensoranordnung maßgeblich.Incidentally, the features of the method for producing the high-temperature sensor arrangement are also relevant for further advantageous embodiments of the high-temperature sensor arrangement.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to the schematic drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Hochtemperatur-Sensoranordnung in einem Querschnitt, 1 a schematic representation of a high temperature sensor assembly in a cross section,

2 eine schematische Darstellung der Hochtemperatur-Sensoranordnung während eines Verfahrensschrittes, 2 a schematic representation of the high temperature sensor assembly during a process step,

3 eine schematische Darstellung der Hochtemperatur-Sensoranordnung während eines weiteren Verfahrensschrittes, 3 a schematic representation of the high temperature sensor assembly during a further process step,

4 eine schematische Darstellung der der Hochtemperatur-Sensoranordnung während eines weiteren Verfahrensschrittes, 4 a schematic representation of the high temperature sensor assembly during a further process step,

5 eine schematische Darstellung der Hochtemperatur-Sensoranordnung während eines weiteren Verfahrensschrittes, 5 a schematic representation of the high temperature sensor assembly during a further process step,

6 eine schematische Darstellung der Hochtemperatur-Sensoranordnung während eines weiteren Verfahrensschrittes, 6 a schematic representation of the high temperature sensor assembly during a further process step,

7 eine schematische Darstellung der Hochtemperatur-Sensoranordnung während eines weiteren Verfahrensschrittes, und 7 a schematic representation of the high-temperature sensor assembly during a further process step, and

8 eine schematische Darstellung der Hochtemperatur-Sensoranordnung während eines weiteren Verfahrensschrittes. 8th a schematic representation of the high temperature sensor assembly during a further process step.

Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Elements of the same construction or function are provided across the figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine Hochtemperatur-Sensoranordnung 10. Die Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 ist in der hier gezeigten Ausführungsform in einem Hochtemperaturkanal, insbesondere einem Abgaskanal 14, einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angeordnet. Die Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 kann beispielsweise auch in einem Antriebsstrang mit anderen Formen an Antrieben eingesetzt werden, wie beispielsweise einer Brennstoffzelle. Die Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 ist in der hier gezeigten Ausführungsform insbesondere als Lambdasonde ausgebildet. Die Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 weist eine Rohrhülse 12 auf, die ein Schutzrohr der Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 bildet. 1 shows a high temperature sensor assembly 10 , The high-temperature sensor arrangement 10 is in the embodiment shown here in a high-temperature channel, in particular an exhaust passage 14 , arranged an internal combustion engine, not shown. The high-temperature sensor arrangement 10 For example, it can also be used in a powertrain with other forms of drives, such as a fuel cell. The high-temperature sensor arrangement 10 is designed in particular as a lambda probe in the embodiment shown here. The high-temperature sensor arrangement 10 has a tube sleeve 12 on, which is a protective tube of the high temperature sensor assembly 10 forms.

Die Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 hat ein in der Rohrhülse 12 angeordnetes Sensorelement 16 und elektrische Zuleitungen 18. Die elektrischen Zuleitungen 18 haben elektrische Kontaktbereiche 20. Das Sensorelement 16 ist mit den elektrischen Zuleitungen 18 in den elektrischen Kontaktbereichen 20 elektrisch gekoppelt.The high-temperature sensor arrangement 10 has one in the tube sleeve 12 arranged sensor element 16 and electrical leads 18 , The electrical leads 18 have electrical contact areas 20 , The sensor element 16 is with the electrical leads 18 in the electrical contact areas 20 electrically coupled.

Die Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 hat weiter Formkörper 24, 26 mit Ausnehmungen 28. Die Formkörper 24, 26 sind vorzugsweise aus einem gepressten Keramikpulver, aus einem Keramikpresskörper oder einem Glaspresskörper gebildet. Die Formkörper 24, 26 können auch aus einem anderen hochtemperaturfesten Material gebildet sein. Die elektrischen Kontaktbereiche 20 der elektrischen Zuleitungen 18 sind in den Ausnehmungen 28 der Formkörper 24, 26 angeordnet.The high-temperature sensor arrangement 10 has further shaped body 24 . 26 with recesses 28 , The moldings 24 . 26 are preferably formed from a pressed ceramic powder, a ceramic compact or a glass compact. The moldings 24 . 26 may also be formed of another high temperature resistant material. The electrical contact areas 20 the electrical leads 18 are in the recesses 28 the molded body 24 . 26 arranged.

Die Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 hat weiter eine Kabeltülle 30, durch die die elektrischen Zuleitungen 18 durchgeführt sind, und die die Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 nach außen gegen Umwelteinflüsse abdichtet.The high-temperature sensor arrangement 10 still has a cable grommet 30 through which the electrical leads 18 are performed, and the high-temperature sensor assembly 10 seals against external influences.

Radial zwischen dem Sensorelement 16 und der Rohrhülse 12 ist ein Isolationselement 32 angeordnet, das im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und sich in axialer Richtung zwischen einem der Kabeltülle 30 und den Formkörpern 24, 26 abgewandten Ende des Sensorelements 16 und den Formkörpern 24, 26 erstreckt. Das Isolationselement 32 dient dazu, ein Austreten von Gasen aus dem Abgaskanal 14 über die Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 zu verhindern.Radial between the sensor element 16 and the tube sleeve 12 is an isolation element 32 arranged, which is formed substantially cylindrical and in the axial direction between one of the cable grommet 30 and the moldings 24 . 26 remote end of the sensor element 16 and the moldings 24 . 26 extends. The isolation element 32 serves to expel gases from the exhaust duct 14 via the high-temperature sensor arrangement 10 to prevent.

In der Rohrhülse 12 sind Öffnungen 34 angeordnet, über die in dem Abgaskanal 14 stromendes Gas zu dem Sensorelement 16 gelangen kann.In the tube sleeve 12 are openings 34 arranged over in the exhaust duct 14 flowing gas to the sensor element 16 can get.

In den 2 bis 8 sind verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung der Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 dargestellt, die im Folgenden beschrieben werden soll:
In einem in 2 gezeigten ersten Schritt werden der erste Formkörper 24 und die elektrischen Zuleitungen 18 bereitgestellt. Die elektrischen Kontaktbereiche 20 der elektrischen Zuleitungen 18 werden in die Ausnehmungen 28 des ersten Formkörpers 24 eingebracht.In the 2 to 8th are various steps of a method of manufacturing the high temperature sensor assembly 10 which will be described below:
In an in 2 shown first step, the first molded body 24 and the electrical leads 18 provided. The electrical contact areas 20 the electrical leads 18 be in the recesses 28 of the first molded body 24 brought in.

In einem weiteren in 3 gezeigten Schritt werden weitere elektrische Zuleitungen 18 und der zweite Formkörper 26 bereitgestellt. Die elektrischen Kontaktbereiche 20 der elektrischen Zuleitungen 18 werden in die Ausnehmungen 28 des zweiten Formkörpers 26 eingebracht.In another in 3 shown step are other electrical leads 18 and the second molded body 26 provided. The electrical contact areas 20 the electrical leads 18 be in the recesses 28 of the second molded body 26 brought in.

In einem weiteren in 4 gezeigten Schritt wird das Sensorelement 16 bereitgestellt. Gegebenenfalls werden Anschlusskontakte auf dem Sensorelement 16 angeordnet, die zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelements 16 ausgebildet sind.In another in 4 the step shown becomes the sensor element 16 provided. If necessary, connection contacts on the sensor element 16 arranged, for electrical contacting of the sensor element 16 are formed.

In einem weiteren in 5 gezeigten Schritt wird das Sensorelement 16 mit den in den Formkörpern 24, 26 angeordneten elektrischen Kontaktbereichen 20 elektrisch gekoppelt. Des Weiteren wird durch Zusammenfügen des ersten Formkörpers 24 mit dem zweiten Formkörper 26 der erste Formkörper 24 mit dem zweiten Formkörper 26 mechanisch gekoppelt. Dabei umschließen der erste Formkörper 24 und der zweite Formkörper 26 die elektrischen Kontaktbereiche 20 im Bereich der elektrischen Kopplung zwischen dem Sensorelement 20 und dem elektrischen Kontaktbereichen 20.In another in 5 the step shown becomes the sensor element 16 with the in the moldings 24 . 26 arranged electrical contact areas 20 electrically coupled. Furthermore, by joining the first molded body 24 with the second molded body 26 the first shaped body 24 with the second molded body 26 mechanically coupled. In this case, enclose the first molded body 24 and the second molded body 26 the electrical contact areas 20 in the field of electrical coupling between the sensor element 20 and the electrical contact areas 20 ,

Der erste Formkörper 24 und/oder der zweite Formkörper 26 weisen vorzugsweise wenigstens teilweise Glas auf. Nach dem Herstellen der mechanischen Kopplung zwischen den Formkörpern 24, 26, dem Sensorelement 16 und den elektrischen Zuleitungen 18 wird der das Glas aufweisende Formkörper vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens der Schmelztemperatur des Glases erhitzt. Es kann so eine sehr gute mechanische Kopplung zwischen dem das Glas aufweisenden Formkörper und den elektrischen Zuleitungen 18 erreicht werden.The first molded body 24 and / or the second shaped body 26 preferably at least partially have glass. After making the mechanical coupling between the moldings 24 . 26 , the sensor element 16 and the electrical leads 18 For example, the shaped body having the glass is preferably heated to a temperature of at least the melting temperature of the glass. It can be a very good mechanical coupling between the glass-containing molding and the electrical leads 18 be achieved.

In einem weiteren in 6 gezeigten Schritt wird eine Hüllenanordnung 36 bereitgestellt. In der gezeigten Ausführungsform weist die Hüllenanordnung 36 zwei Schalenelemente 38 auf. Der erste Formkörper 24 und der zweite Formkörper 26 werden zwischen den zwei Schalenelementen 38 der Hüllenanordnung 36 angeordnet.In another in 6 shown step is a sheath assembly 36 provided. In the embodiment shown, the sheath assembly 36 two shell elements 38 on. The first molded body 24 and the second molded body 26 be between the two shell elements 38 the sheath arrangement 36 arranged.

In einem in 7 gezeigten weiteren Schritt werden die beiden Schalenelemente 38 der Hüllenanordnung 36 fest miteinander gekoppelt. Dies geschieht vorzugsweise, in dem die beiden Schalenelemente 38 stoffschlüssig miteinander gekoppelt werden, insbesondere durch Verschweißen der beiden Schalenelemente 38.In an in 7 shown further step, the two shell elements 38 the sheath arrangement 36 firmly coupled together. This is preferably done in which the two shell elements 38 cohesively coupled to each other, in particular by welding the two shell elements 38 ,

Anstelle der in 6 und 7 gezeigten Schalenelemente 38 kann die Hüllenanordnung 36 auch ein Rohrelement aufweisen, und der erste Formkörper 24 und der zweite Formkörper 26 können zusammen mit den elektrischen Zuleitungen 18 und dem Sensorelement 16 in das Rohrelement eingeschoben werden. Zur Kopplung des Rohrelements mit den Formkörpern 24, 26 wird das Rohrelement vorzugsweise stoffschlüssig mit den Formkörpern 24, 26 gekoppelt. Dies kann beispielsweise durch Kleben erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform wird das Rohrelement vorzugsweise formschlüssig mit den beiden Formkörpern 24, 26 gekoppelt, beispielsweise durch Crimpen.Instead of in 6 and 7 shown shell elements 38 can the sheath arrangement 36 also have a tubular element, and the first molded body 24 and the second molded body 26 can be used together with the electrical leads 18 and the sensor element 16 be inserted into the pipe element. For coupling the pipe element with the moldings 24 . 26 the pipe element is preferably cohesively with the moldings 24 . 26 coupled. This can be done for example by gluing. In a further embodiment, the pipe element is preferably form-fitting with the two moldings 24 . 26 coupled, for example by crimping.

In einem weiteren in 8 gezeigten Schritt des Verfahrens wird das Sensorelement 16 in eine Ausnehmung des Isolationselements 32 eingebracht. Das Isolationselement 32 wird vorzugsweise fest mit den Formkörpern 24, 26 gekoppelt. Des Weiteren werden die elektrischen Zuleitungen 18 durch die Kabeltülle 30 geführt. Die Kabeltülle 30 wird vorzugsweise mit den Formkörpern 24, 26 mechanisch gekoppelt. Die so entstandene Sensorbaugruppe 40 kann nunmehr in die Rohrhülse 12 (1) eingebracht werden und fest mit der Rohrhülse 12 gekoppelt werden.In another in 8th shown step of the method is the sensor element 16 in a recess of the insulating element 32 brought in. The isolation element 32 is preferably solid with the moldings 24 . 26 coupled. Furthermore, the electrical leads 18 through the cable grommet 30 guided. The cable grommet 30 is preferably with the moldings 24 . 26 mechanically coupled. The resulting sensor assembly 40 can now in the tube sleeve 12 ( 1 ) and firmly with the tube sleeve 12 be coupled.

Das vorgestellte Verfahren erlaubt eine einfache und kostengünstige Montage der Hochtemperatur-Sensoranordnung 10. Zur Kontaktierung des Sensorelements 16 muss kein eigener Stecker benutzt werden, da mittels des Verfahrens aus den Formkörpern 24, 26 und den Zuleitungen 18 eine Steckeranordnung ausgebildet werden kann. Ein weiterer Vorteil der vorgestellten Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 besteht darin, dass die Formkörper 24, 26 derart ausgebildet sein können, dass die elektrischen Zuleitungen 18 entweder gerade (wie in den 2 bis 8 gezeigt) oder abgewinkelt weggeführt werden können. Da das Sensorelement 16 großflächig in den Formkörpern 24, 26 und in dem Isolationselement 32 gelagert ist, kann außerdem eine hohe mechanische Stabilität des Sensorelements 16 erreicht werden.The presented method allows a simple and cost-effective installation of the high-temperature sensor arrangement 10 , For contacting the sensor element 16 no separate plug must be used, as by means of the process from the moldings 24 . 26 and the supply lines 18 a plug arrangement can be formed. Another advantage of the presented high-temperature sensor arrangement 10 is that the moldings 24 . 26 may be formed such that the electrical leads 18 either straight (as in the 2 to 8th shown) or can be led away angled. Because the sensor element 16 large area in the moldings 24 . 26 and in the isolation element 32 is stored, can also have a high mechanical stability of the sensor element 16 be achieved.

Die gezeigte Hochtemperatur-Sensoranordnung 10 ist in besonders einfacher Weise mit Einschraubverbindungen, Dichtungen und Zugentlastungsvorrichtungen kombinierbar.The high-temperature sensor arrangement shown 10 is combined in a particularly simple manner with screw-in connections, seals and strain relief devices.

Claims (12)

Verfahren zur Herstellung einer Hochtemperatur-Sensoranordnung (10), umfassend: – Bereitstellen mindestens eines Formkörpers (24, 26) und mindestens einer elektrischen Zuleitung (18) mit einem elektrischen Kontaktbereich (20), – Einbringen des elektrischen Kontaktbereichs (20) der mindestens einen elektrischen Zuleitung (18) in eine Ausnehmung (28) des mindestens einen Formkörpers (24, 26), – Bereitstellen mindestens eines Sensorelements (16) und Herstellen einer elektrischen Kopplung zwischen dem Sensorelement (16) und dem elektrischen Kontaktbereich (20) der mindestens einen elektrischen Zuleitung (18), – Herstellen einer festen mechanischen Kopplung zwischen dem mindestens einen Formkörper (24, 26), dem Sensorelement (16) und der mindestens einen elektrischen Zuleitung (18) unter Ausbildung einer Sensorbaugruppe (40), und – Einbringen der Sensorbaugruppe (40) und eines Isolationselments (32) in eine Rohrhülse (12), wobei das Isolationselement (32) radial zwischen der Rohrhülse (12) und dem Sensorelement (16) angeordnet wird und komprimiert wird.Method for producing a high-temperature sensor arrangement ( 10 ), comprising: providing at least one shaped body ( 24 . 26 ) and at least one electrical supply line ( 18 ) with an electrical contact area ( 20 ), - introducing the electrical contact area ( 20 ) of the at least one electrical supply line ( 18 ) in a recess ( 28 ) of the at least one shaped body ( 24 . 26 ), - providing at least one sensor element ( 16 ) and establishing an electrical coupling between the sensor element ( 16 ) and the electrical contact area ( 20 ) of the at least one electrical supply line ( 18 ), - establishing a fixed mechanical coupling between the at least one shaped body ( 24 . 26 ), the sensor element ( 16 ) and the at least one electrical supply line ( 18 ) to form a sensor assembly ( 40 ), and - inserting the sensor assembly ( 40 ) and an insulation segment ( 32 ) in a tube sleeve ( 12 ), wherein the insulation element ( 32 ) radially between the tube sleeve ( 12 ) and the sensor element ( 16 ) is arranged and compressed. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine mechanische Kopplung zwischen einem ersten der Formkörper (24), einem zweiten der Formkörper (26), dem Sensorelement (16) und der elektrischen Zuleitung (18) hergestellt wird, derart, dass der erste Formkörper (24) und der zweite Formkörper (26) den elektrischen Kontaktbereich (20) der mindestens einen elektrischen Zuleitung (18) wenigstens im Bereich der elektrischen Kopplung zwischen dem Sensorelement (16) und dem elektrischen Kontaktbereich (20) umschließen.Method according to claim 1, in which a mechanical coupling between a first of the shaped bodies ( 24 ), a second of the shaped bodies ( 26 ), the sensor element ( 16 ) and the electrical supply line ( 18 ), such that the first shaped body ( 24 ) and the second shaped body ( 26 ) the electrical contact area ( 20 ) of the at least one electrical supply line ( 18 ) at least in the region of the electrical coupling between the sensor element ( 16 ) and the electrical contact area ( 20 ) enclose. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der erste Formkörper (24) und der zweite Formkörper (26) durch eine Hüllenanordnung (36) umschlossen werden, derart, dass der erste Formkörper (24) und der zweite Formkörper (26) durch die Hüllenanordnung (36) miteinander fest gekoppelt sind.Method according to Claim 2, in which the first shaped body ( 24 ) and the second shaped body ( 26 ) by a shell arrangement ( 36 ) enclosed be such that the first molded body ( 24 ) and the second shaped body ( 26 ) through the shell arrangement ( 36 ) are fixedly coupled together. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Hüllenanordnung (36) mindestens zwei Schalenelemente (38) aufweist, und der erste Formkörper (24) und der zweite Formkörper (26) zwischen den mindestens zwei Schalenelementen (38) angeordnet werden, und die mindestens zwei Schalenelemente (28) fest miteinander gekoppelt werden.Method according to Claim 3, in which the envelope arrangement ( 36 ) at least two shell elements ( 38 ), and the first molded body ( 24 ) and the second shaped body ( 26 ) between the at least two shell elements ( 38 ), and the at least two shell elements ( 28 ) are firmly coupled together. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die beiden Schalenelemente (38) stoffschlüssig miteinander gekoppelt werden.Method according to Claim 4, in which the two shell elements ( 38 ) are cohesively coupled with each other. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die beiden Schalenelemente (38) durch Schweißen miteinander gekoppelt werden.Method according to Claim 5, in which the two shell elements ( 38 ) are coupled together by welding. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die beiden Schalenelemente (38) durch Federvorspannung miteinander gekoppelt werden.Method according to one of Claims 4 to 6, in which the two shell elements ( 38 ) are coupled together by spring bias. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die Hüllenanordnung (36) ein Rohrelement aufweist, und der erste Formkörper (24) und der zweite Formkörper (26) in dem Rohrelement angeordnet werden.Method according to one of Claims 4 to 7, in which the sheath arrangement ( 36 ) has a tubular element, and the first molded body ( 24 ) and the second shaped body ( 26 ) are arranged in the tube element. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Rohrelement stoffschlüssig mit dem ersten Formkörper (24) und dem zweiten Formkörper (26) gekoppelt wird.Method according to Claim 8, in which the tube element has a material fit with the first shaped body ( 24 ) and the second shaped body ( 26 ) is coupled. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, bei dem das Rohrelement formschlüssig mit dem ersten Formkörper (24) und dem zweiten Formkörper (26) fest gekoppelt wird.Method according to claim 8 or 9, in which the tubular element is positively connected to the first shaped body ( 24 ) and the second shaped body ( 26 ) is firmly coupled. Hochtemperatur-Sensoranordnung (10), mit – einer Rohrhülse (12), und – einer in der Rohrhülse (12) angeordneten Sensorbaugruppe (40), die aufweist – mindestens eine elektrische Zuleitung (18) mit einem elektrischen Kontaktbereich (20), – ein Sensorelement (16), das mit dem elektrischen Kontaktbereich (20) elektrisch gekoppelt ist, und – mindestens einen Formkörper (24, 26), wobei der elektrische Kontaktbereich (20) der mindestens einen elektrischen Zuleitung (18) in einer Ausnehmung (28) des mindestens einen Formkörpers (24, 26) angeordnet ist, und der mindestens eine Formkörper (24, 26) mechanisch fest mit dem Sensorelement (16) und der mindestens einen elektrischen Zuleitung (18) gekoppelt ist, und wobei radial zwischen dem Sensorelement (16) und der Rohrhülse (12) ein Isolationselement (32) angeordnet ist.High-temperature sensor arrangement ( 10 ), with - a tube sleeve ( 12 ), and - one in the tube sleeve ( 12 ) arranged sensor assembly ( 40 ), comprising - at least one electrical lead ( 18 ) with an electrical contact area ( 20 ), - a sensor element ( 16 ) associated with the electrical contact area ( 20 ) is electrically coupled, and - at least one shaped body ( 24 . 26 ), wherein the electrical contact area ( 20 ) of the at least one electrical supply line ( 18 ) in a recess ( 28 ) of the at least one shaped body ( 24 . 26 ) is arranged, and the at least one shaped body ( 24 . 26 ) mechanically fixed to the sensor element ( 16 ) and the at least one electrical supply line ( 18 ), and wherein radially between the sensor element ( 16 ) and the tube sleeve ( 12 ) an isolation element ( 32 ) is arranged. Hochtemperatur-Sensoranordnung (10) nach Anspruch 11, wobei die Hochtemperatur-Sensoranordnung (10) eine Lambdasonde aufweist.High-temperature sensor arrangement ( 10 ) according to claim 11, wherein the high-temperature sensor arrangement ( 10 ) has a lambda probe.
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