DE3729076A1 - Temperaturfuehler sowie verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturfühler mit einem rohrförmigen, von einem Anschlußkontakte auf­ weisenden Deckel verschlossenen Fühlergehäuse, in das ein temperaturabhängiges Widerstandselement eingesetzt ist, von dem innerhalb des Fühlergehäuses Anschlußdrähte zu den Anschlußkontakten geführt sind. Weiterhin be­ trifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Temperaturfühlers.

Temperaturfühler dieser Art werden für sehr unterschied­ liche Anwendungsfälle eingesetzt, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Messen der Abgastemperatur. Pro­ blematisch ist bei solchen Temperaturfühlern die Verbin­ dung des Widerstandselementes mit den Anschlußkontakten mittels der Anschlußdrähte. Es besteht die Gefahr, daß sich entweder schon bei der Montage oder aber später im Betrieb infolge von Schwingungen die Anschlußdrähte vom Widerstandselement lösen und der Temperaturfühler da­ durch funktionsuntüchtig wird.

Es ist schon bekannt, nach dem Einsetzen des Widerstands­ elementes mit den an ihm befestigten, von Isolierschläu­ chen überzogenen Anschlußdrähten in das Fühlergehäuse dieses mit einer Kunststoffmasse auszufüllen, damit die Anschlußdrähte nicht ins Schwingen geraten können. Nach­ teilig hierbei ist jedoch, daß die Kunststoffmasse wärme­ isolierend wirkt, so daß die Ansprechzeit des Temperatur­ fühlers für viele Anwendungsfälle zu groß wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tempera­ turfühler der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die Gefahr einer Beschädigung der Anschlußdrähte oder der Verbindung der Anschlußdrähte mit dem Wider­ standselement möglichst gering ist, ohne daß durch die Vergußmasse das Widerstandselement thermisch im uner­ wünscht großen Maße isoliert wird. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Temperaturfüh­ lers entwickelt werden, welches einfach und ohne Gefahr einer Beschädigung der Anschlußdrähte und ihrer Verbin­ dung mit dem Widerstandselement durchzuführen ist.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Widerstandselement mit wärmeleitender Verbindung innerhalb eines Metalltopfes gesetzt und in diesen durch eine in den Metalltopf eingegebene Verguß­ masse gehalten ist und daß der Metalltopf mit seiner Mantelfläche fest gegen die Innenwandung des Fühlerge­ häuses anliegt.

Durch diese Gestaltung wird das Widerstandselement mit den ihm zugewandten Enden der Anschlußdrähte schon vor dem Einfügen in das Fühlergehäuse durch die Vergußmasse geschützt, so daß schon beim Einfügen ein Schutz vor Beschädigung besteht. Da das Widerstandselement gegen den Metalltopf anliegt und dieser nach der Montage gegen das ebenfalls aus Metall bestehende Fühlergehäuse an­ liegt, wird die Ansprechzeit des Temperaturfühlers durch die Vergußmasse nicht erhöht.

Die Anschlußdrähte des fertig montierten Temperaturfüh­ lers sind auf einfache Weise vor einem Schwingen und damit der Gefahr eines Brechens geschützt, wenn der Raum innerhalb des Fühlergehäuses oberhalb des Metalltopfes mit einem Isolierpulver aufgefüllt ist.

Einen Schutz der Anschlußdrähte schon bei der Montage und beim Einbringen des Isolierpulvers erreicht man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die Anschlußdrähte von bis in den Metalltopf reichenden und dort von der Vergußmasse gehaltenen Isolierschläuchen umgeben sind.

Von Vorteil ist es auch, wenn zwischen dem Deckel und dem Fühlergehäuse eine umlaufende Dichtung vorgesehen ist und der Deckel eine verschließbare Einfüllöffnung für das Isolierpulver hat. Hierdurch wird es möglich, das Isolierpulver erst nach dem Aufsetzen und Befestigen des Deckels in das Fühlergehäuse einzugeben. Dadurch wird vermieden, daß Isolierpulver auf die Dichtung oder eine Dichtfläche gelangen kann und ein zuverlässiges Dichten verhindert.

Das Widerstandselement kann nicht nur unmittelbar, son­ dern auch mittelbar in den Metalltopf eingesetzt sein, indem das Widerstandselement in einen metallischen Hal­ ter eingesetzt ist, der seinerseits fest gegen die Innen­ mantelfläche des Metalltopfes anliegt.

Besonders einfach ist der Halter ausgebildet und das Widerstandselement mit ihm verbunden, wenn er U-förmigen Querschnitt hat und das Widerstandselement in den Halter eingeklebt ist.

Die Verbindung der Anschlußdrähte mit den Anschlußkon­ takten ist sehr einfach gestaltet und kann sehr rasch ohne Zuführung einer unzulässig großen Wärmemenge herge­ stellt werden, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Anschlußdrähte durch die Anschlußkon­ takte hindurchgeführt und an der jeweiligen Austritts­ stelle mit ihnen laserverschweißt sind.

Die zweitgenannte Aufgabe, nämlich die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Temperaturfühlers mit einem rohrförmigen, von einem Anschlußkontakte aufweisen­ den Deckel verschlossenen Fühlergehäuse, in das ein tem­ peraturabhängiges Widerstandselement eingesetzt wird, von dem innerhalb des Fühlergehäuses Anschlußdrähte zu den Anschlußkontakten führen, wird erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß das Widerstandselement zunächst in einem Metalltopf gegen eine Anlagefläche des Metalltop­ fes gesetzt und durch eine in den Metalltopf eingegebene Vergußmasse mit diesem verbunden und dann der Metalltopf in das Fühlergehäuse eingeschoben wird.

Durch diese Verfahrensweise wird es möglich, das Wider­ standselement und die Verbindung der Anschlußdrähte mit ihm schon vor dem Einfügen in das Fühlergehäuse durch eine Vergußmasse vor einer Kraftbeanspruchung zu schüt­ zen, so daß keine Gefahr einer Beschädigung während des Einfügens besteht.

Die Anschlußdrähte können auf einfache Weise vor einem Schwingen im fertigen Temperaturfühler geschützt werden, wenn gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens der Raum innerhalb des Fühlergehäuses oberhalb des Metalltopfes mit einem Isolierpulver aufgefüllt wird.

Einen zusätzlichen Schutz der Anschlußdrähte während der Montage und im fertig montierten Temperaturfühler er­ reicht man, wenn auf die Anschlußdrähte bis in den Metalltopf reichende Isolierschläuche geschoben und diese dann mittels der Vergußmasse mit dem Metalltopf verbunden werden.

Vorteilhaft ist es auch, wenn zwischen dem Deckel und dem Fühlergehäuse eine umlaufende Dichtung eingesetzt und das Isolierpulver nach der Montage des Deckels durch eine Einfüllöffnung im Deckel eingegeben wird. Würde man das Isolierpulver vor dem Einsetzen des Deckels ein­ geben, so bestünde die Gefahr, daß sich Isolierpulver auf die Dichtung oder den Dichtflächen setzt und dadurch ein zuverlässiges Dichten ausschließt.

Eine ausreichende Verfestigung des Isolierpulvers läßt sich sehr rasch erreichen, wenn das Isolierpulver mit­ tels Ultraschall verfestigt wird.

Die jeweilige Verbindung der Anschlußdrähte mit den Anschlußkontakten ist rasch und ohne Zuführung einer unzulässig großen Wärmemenge durchzuführen, wenn die Anschlußdrähte durch die Anschlußkontakte geführt und jeweils an ihren Austrittsstellen mit diesen laserver­ schweißt werden.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist in der Zeichnung eine davon dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsge­ mäßen Temperaturfühler,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Temperaturfühler,

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Schnitt­ darstellung eines unteren Bereiches des Temperaturfühlers,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Temperaturfühler entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Der in Fig. 1 als Ganzes dargestellte Temperaturfühler hat ein zylindrisches Fühlergehäuse 1 mit Außengewinde 2, so daß es an der Meßstelle in eine Gewindebohrung ein­ geschraubt werden kann. Nach oben hin ist das Fühlerge­ häuse 1 durch einen Deckel 3 dichtend verschlossen, in­ dem dieser Deckel 3 auf einer umlaufenden Dichtung 4 auf­ sitzt und dort durch eine Einrollung 5 gehalten ist.

Aus dem Deckel 3 ragen zwei Anschlußkontakte 6, 7, welche jeweils von einem Anschlußdraht 8, 9 dadurch ver­ bunden sind, daß der jeweilige Anschlußdraht 8, 9 durch den Anschlußkontakt 6, 7 hindurchgeführt und an seiner Austrittsstelle durch eine Laserschweißung mit ihm ver­ bunden ist. Innerhalb des Fühlergehäuses 1 ist ein Me­ talltopf 10 angeordnet, der gegen den Boden des Fühler­ gehäuses 1 und gegen seine Innenmantelfläche anliegt, so daß ein guter Wärmeübergang vom Fühlergehäuse 1 zum Metalltopf 10 gegeben ist.

Die Fig. 2 zeigt, daß im Deckel 3 vor den Anschlußkon­ takten 6, 7 eine Einfüllöffnung 11 vorgesehen ist, wel­ che durch einen in Fig. 1 gezeigten Stopfen 12 ver­ schließbar ist. Diese Einfüllöffnung 11 dient dazu, den Raum innerhalb des Fühlergehäuses 1 zwischen dem Metall­ topf 10 und dem Deckel 3 nach der Montage des Deckels 3 mit einem Isolierpulver 13, beispielsweise einem Keramik­ pulver, auffüllen zu können.

Die Fig. 3 zeigt das Innere des in dem Fühlergehäuse 1 sitzenden Metalltopfes 10. In ihm sitzt ein Halter 14 aus Metall, der fest gegen die Innenmantelfläche des Metalltopfes 10 anliegt und auf einer Anlagefläche 15 ein Widerstandselement 16 trägt. Von diesem Widerstands­ element 6 führen die Anschlußdrähte 8, 9 hoch zum Deckel 3. Sie sind jeweils von einem Isolierschlauch 17, 18 umhüllt, welcher bis in den Metalltopf 10 ragt und dort durch eine Vergußmasse 19 mit dem Metalltopf 10 verbun­ den ist.

Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 4 zeigt, daß der im Metalltopf 10 sitzende Halter 14 im Querschnitt U-förmig ist und in seiner Ausnehmung auf der Anlagefläche 15 das Widerstandselement 16 sitzt. Es kann dort durch eine Klebstoffschicht gehalten sein.

Zur Herstellung des beschriebenen Temperaturfühlers wird zunächst außerhalb des Fühlergehäuses 1 das Widerstands­ element 16 mit den Anschlußdrähten 8, 9 verbunden, in den Halter 14 geklebt und der Halter 14 in den Metall­ topf 10 eingepreßt. Dann wird nach dem Aufschieben der Isolierschläuche 17, 18 die Vergußmasse 19 in den Metall­ topf 10 gebracht, so daß der Halter 14 mit dem Wider­ standselement 16 nicht mehr aus dem Metalltopf 10 gelan­ gen kann. Ebenfalls werden durch die Vergußmasse 19 die Isolierschläuche 17, 18 fest mit dem Metalltopf 10 ver­ bunden.

Der Metalltopf 10 ist anschließend von oben her in das Fühlergehäuse 1 einzuschieben, bis er gegen den Boden des Fühlergehäuses 1 anliegt. Dann ist der Deckel 3 aufzusetzen, wobei die Anschlußdrähte 8, 9 durch seine Anschlußkontakte 6, 7 zu ziehen sind. Der Deckel 3 kann dann durch Einrollen befestigt werden. Weiterhin sind die Anschlußdrähte 8, 9 mit den Anschlußkontakten 6, 7 mit Laserstrahlen zu verschweißen.

Als letztes wird das Isolierpulver 13 durch die Einfüll­ öffnung 11 eingegeben, wobei mittels Ultraschall für eine ausreichende Verdichtung gesorgt wird. Danach wird die Einfüllöffnung 11 mittels des Stopfens 12 verschlos­ sen.

Claims (13)

1. Temperaturfühler mit einem rohrförmigen, von einem Anschlußkontakte aufweisenden Deckel verschlossenen Füh­ lergehäuse, in das ein temperaturabhängiges Widerstands­ element eingesetzt ist, von dem innerhalb des Fühlerge­ häuses Anschlußdrähte zu den Anschlußkontakten geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (16) mit wärmeleitender Verbindung innerhalb eines Me­ talltopfes (10) gesetzt und in diesen durch eine in den Metalltopf (10) eingegebene Vergußmasse (19) gehalten ist und daß der Metalltopf (10) mit seiner Mantelfläche fest gegen die Innenwandung des Fühlergehäuses (1) an­ liegt.

2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Raum innerhalb des Fühlergehäuses (1) oberhalb des Metalltopfes (10) mit einem Isolierpulver (13) aufgefüllt ist.

3. Temperaturfühler nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (8, 9) von bis in den Metalltopf (10) reichenden und dort von der Vergußmasse (19) gehaltenen Isolierschläuchen (17, 18) umgeben sind.

4. Temperaturfühler nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Deckel (3) und dem Fühlergehäuse (1) eine umlaufende Dichtung (4) vorgesehen ist und der Deckel (3) eine verschließbare Einfüllöffnung (11) für das Isolierpulver (13) hat.

5. Temperaturfühler nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement (16) in einen metallischen Halter (14) eingesetzt ist, der seinerseits fest gegen die Innenmantelfläche des Metalltopfes (10) anliegt.

6. Temperaturfühler nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hal­ ter (10) U-förmigen Querschnitt hat und das Widerstands­ element (16) in den Halter (14) eingeklebt ist.

7. Temperaturfühler nach einem oder mehreren der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ schlußdrähte (8, 9) durch die Anschlußkontakte (6, 7) hindurchgeführt und an der jeweiligen Austrittsstelle mit ihnen laserverschweißt sind.

8. Verfahren zur Herstellung eines Temperaturfühlers mit einem rohrförmigen, von einem Anschlußkontakte aufweisen­ den Deckel verschlossenen Fühlergehäuse, in das ein tem­ peraturabhängiges Widerstandselement eingesetzt wird, von dem innerhalb des Fühlergehäuses Anschlußdrähte zu den Anschlußkontakten führen, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandselement zunächst in einem Metalltopf gegen eine Anlagefläche des Metalltopfes gesetzt und durch eine in den Metalltopf eingegebene Vergußmasse mit diesem verbunden und dann der Metalltopf in das Fühlerge­ häuse eingeschoben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum innerhalb des Fühlergehäuses oberhalb des Metalltopfes mit einem Isolierpulver aufgefüllt wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf die Anschlußdrähte bis in den Metalltopf reichende Isolierschläuche geschoben und diese dann mittels der Vergußmasse mit dem Metalltopf verbunden werden.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Deckel und dem Fühlergehäuse eine umlaufende Dichtung eingesetzt und das Isolierpulver nach der Montage des Deckels durch eine Einfüllöffnung im Deckel eingegeben wird.

12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierpulver mittels Ultraschall verfestigt wird.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß­ drähte durch die Anschlußkontakte geführt und jeweils an ihren Austrittsstellen mit diesen laserverschweißt wer­ den.