技术领域
[0001] 本
发明涉及一种温度探针，以及制造该温度探针的方法。
背景技术
[0002] 本发明优选但不唯一应用于
内燃机内循环
流体的温度测量，特别是
燃料供给回路，冷却回路或进气回路。
[0003] 通常，温度探针包括具有
热敏元件的热敏
电阻，所述热敏元件连接至两个电传导输出线；该热敏元件为温度敏感电阻元件，通常由环
氧树脂或玻璃制成的涂层围绕，其依靠NTC(负温度系数)或PTC(
正温度系数)型电阻技术。
[0004] 为了保护热敏元件避免流体侵蚀，已知不能直接使得热敏元件
接触流体，但是
覆盖有有时被称为
柱塞的保护层，该保护层填充涂层热胶，从而固定
热敏电阻并且填充热敏元件和保护层壁之间的空间。
[0005] 然而，布置和
铸造热胶的操作被证明是冗长和昂贵的。此外，在该方案中，因为由热胶结合保护层的厚度引起的围绕和热敏元件之上的额外厚度，所以响应时间的减少并不是最佳的，更具体而言，通常观察到响应时间在10和11秒之间，
申请人可以考虑为不满意。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于解决上述全部或部分
缺陷，特别是提供一种具有减小响应时间，小于10秒的温度探针。
[0007] 为此，提供一种温度探针，其包括具有热敏元件的热敏电阻，所述热敏电阻连接至两个电传导输出线，所述探针特征在于其包括两个电传导金属
叶片，所述叶片具有通过
焊接连接至各自输出线的近端部分并相距近端部分一定距离
支撑热敏元件，并且进一步包括柱塞体，所述柱塞体通过至少围绕叶片近端部分，输出线和热敏元件注塑包覆成型的塑料制造，该柱塞体具有直接围绕热敏元件包覆成型的端部，所述热敏元件仅被所述柱塞体包覆。
[0008] 因此，通过保持热敏元件相距叶片一定距离，除了两个单独的输出线，所述热敏元件通过任何附近外部元件释放，因此所述柱塞体通过包覆成型围绕周长覆盖所述热敏元件(在其端部，沿其周长和输出线之间产生热敏元件)。
[0009] 最终，在探针内，仅包覆成型的柱塞体保护热敏元件，无需使用任何热胶或附加保护套。换言之，在本发明的温度探针内，无需内部支撑元件来支撑或保持热敏元件，其中所述内部支撑元件已经通过柱塞体包覆成型。此外，输出线和金属叶片之间的焊接连接用于获得能够抵抗注塑至模具内形成柱塞体条件的温度和压强。
[0010] 由于本发明，因此可以简单地通过优化柱塞体端部的厚度来减小响应时间。
[0011] 有利地，所述柱塞体的端部具有在0.2和1.5毫米之间的最大包覆成型厚度，特别是在0.4和1.0毫米之间。
[0012] 换言之，围绕热敏元件的包覆成型厚度将不会超过最大厚度，从而提供与一般观察到的效应时间相比特别减小的响应时间，响应时间特别小于10秒，特别在5至7秒的范围内。
[0013] 根据一个特征，所述柱塞体具有两个包覆部分，其延伸端部并至少部分围绕各自输出线包覆成型，所述柱塞体具有在所述包覆部分之间延伸的贯穿中心槽。
[0014] 以此方式，由于所述柱塞体具有中心槽的结构，流体填充中心槽并因此在热敏元件上方通过，从而通
过热敏元件进一步增强流体温度测量的灵敏度，并因此再次减小响应时间。
[0015] 根据另一个特征，两个叶片具有用于连接至测量装置的远端部分，以及在近端部分和远端部分之间延伸的中间部分，并且探针进一步包括通过至少部分围绕叶片的中间部分注塑包覆成型的塑料制造的连接体，其中远端部分并不是通过连接体包覆成型的并且是自由的，从而能够与测量装置连接。
[0016] 因此，第二体即连接体保证对上部探针的保护，还具有保证在
支架上的紧固以及测量装置在叶片远端部分的接线的功能。此外，所述连接体允许在通过柱塞体包覆成型之前保持两个叶片的
位置。
[0017] 在第一
实施例中，所述柱塞体和连接体由双重注塑制造的两个区别体组成，所述柱塞体具有覆盖部分，其在部分连接体上包覆成型，所述柱塞体的包覆成型制造在所述连接体包覆成型之后。
[0018] 因此，有利地根据
注塑模具内的两种塑料双重注塑的方法，首先制造连接体，随后再制造柱塞体。
[0019] 有利地，所述覆盖部分至少部分位于在柱塞体上形成至少一个密封槽上，所述密封槽用于接收O型密封环。
[0020] 以此方式，在两体之间制造覆盖部分使得避免任何
泄漏问题；所述O型环位于覆盖部分的上游，从而避免在两个注塑材料之间的接合点循环流体的任何渗出
风险。由于功能制约，有时可以考虑使用两个接点，因此两个密封槽，从而保证探针与其插座连接的
密封性和持久性。
[0021] 在一特别实施例中，所述柱塞体的塑料不同于连接体的塑料。
[0022] 的确，对于两体，柱塞体和连接体的要求不同，因为柱塞体的主要功能为保护热敏元件来提供高热传导性的优化测量，然而连接体的主要功能为保证探针在支架上的锚定。
[0023] 根据本发明的一个可能实施例，所述柱塞体的塑料具有比连接体的塑料更高的热传导率。
[0024] 在第二实施例中，所述柱塞体和连接体通过单注塑以相同塑料制造成一个单件。
[0025] 因此，所述柱塞体和连接体在注塑模具中通过单注塑法以相同塑料制造在一起。
[0026] 根据本发明的另一可能实施例，热敏电阻的输出线通过电或
超声波焊接直接连接在叶片上。
[0027] 电或
超声波焊接特别有利于抵抗在模具内塑料注塑期间的温度和压强条件。
[0028] 本发明还涉及一种用于制造本发明温度探针的方法，包括如下步骤：
[0029] -提供一种热敏电阻，其包括连接至两个电传导输出线的热敏元件；
[0030] -提供两个电传导金属叶片，其具有近端部分；
[0031] -连接，所述热敏电阻的输出线通过焊接连接至各自叶片的近端部分；
[0032] -在模具内注塑制造柱塞体，所述柱塞体通过至少围绕叶片近端部分，输出线和热敏元件在模具内注塑包覆成型的第一塑料材料制造，因此所述该柱塞体具有直接围绕热敏元件包覆成型的端部，并且所述热敏元件仅被所述柱塞体包覆。
[0033] 因此，在此情况下，所述热敏元件不会与被探针测量温度的传输流体接触。
[0034] 在双重注塑的第一实施例中，两个叶片最初通过横向连接元件连接在一起，所述方法包括如下步骤：
[0035] -通过焊接热敏电阻的输出线至各自叶片的近端部分连接，其在横向元件下方延伸，在输出线连接期间，所述横向元件连接两个叶片；
[0036] -在包覆成型制造柱塞体之前，通过在模具内注塑，围绕叶片部分包覆成型的塑料材料制造连接体，其在横向元件上延伸，所述叶片具有远端部分，所述远端部分并不通过所述连接体包覆成型的并且是自由的，从而能够与测量装置连接，所述横向元件并不是包覆成型的并且在通过连接体包覆成型期间连接两个叶片；
[0037] -通过连接体的部分包覆成型来制造柱塞体，所述叶片部分并不是通过连接体，输出线和热敏电阻包覆成型的。
[0038] 因此，在输出线的连接和随后连接体的制造期间，所述横向元件将允许维持两个叶片彼此远离。
[0039] 根据一个可能的实施例，先是柱塞体的制造步骤，随后是连接体的制造步骤，所述方法包括移除两个叶片之间的横向元件的步骤。
[0040] 如果所述横向元件由电传导材料制成，更具体而言如果所述横向元件由金属元件集成两个叶片组成从而形成一个单一金属件，随后所述横向元件将在生产柱塞体之前被移除(为了避免使用时的
短路)，因为所述连接体接收以保持两个叶片彼此间隔。
[0041] 在第二实施例中，两个叶片初始通过电绝缘材料制成的支架部分放置在一起，所述支架部分保持两个叶片在模具内的适当位置以及两个叶片的彼此间隔。
[0042] 因此，所述支架部分形成连接部分，所述连接部分接合在两个叶片之间，并由电绝缘材料制成。
[0043] 在双重注塑的情况下，可以考虑特别是支撑部分，使用在注塑过程中全部或部分
熔化的材料。因此，在双重注塑的情况下，在柱塞体的模塑步骤中，全部或部分支架部分开始熔化。
[0044] 在单注塑的情况下，所述支架部分在注塑过程中保证永久维持是必须的，因此可以考虑足够抵抗经受模具内注塑条件的材料用于支架部分，并且支架部分维持在原位。
[0045] 因此，在单注塑的情况下，所述方法包括如下步骤：
[0046] -通过焊接连接热敏电阻的输出线至各自叶片的近端位置，其在支架部分的下方延伸；
[0047] -在注塑模具内使用塑料单注塑法来包覆成型制造柱塞体和连接体，所述连接体围绕支架部分和叶片部分包覆成型，其在输出线上延伸，所述叶片具有远端部分，所述远端部分并不通过所述连接体包覆成型的并且是自由的，从而能够与测量装置连接，使得所述柱塞体和连接体由相同塑料材料制成一个单件。
附图说明
[0048] 本发明的其他特征和优点将在随后详细的
说明书中体现，两个实施方式的非限定实例，参见附图：
[0049] -附图1a-1e所示为根据第一制造方法制造的处于不同步骤的温度探针的立体图；以及
[0050] -附图2a-2c所示为根据第二制造方法制造的处于不同步骤的温度探针的立体图。
具体实施方式
[0051] 参见附图1a-1e，根据本发明中制造探针1的第一方法实施双重注塑方法的包覆成型，以下描述如下步骤；最终探针1如附图1e所示。
[0052] 在附图1a所示的第一步骤中，提供由导电材料制成的导电部件2，并且特别是由金属制造的单件并具有两个彼此横向连接的叶片21，所述叶片通过在两个叶片21之间形成电桥的横向元件22连接。因此，导电部件2通常是《H》形。
[0053] 每个叶片21具有彼此相对的近端部分210和远端部分211，以及在近端部分210和远端部分211之间延伸的中间部分212。可选地，每个叶片21呈90度弯曲，从而使得远端部分211相对近端部分210倾斜90度。
[0054] 所述横向元件22位于叶片21的中间部分212上，比起远端部分211更接近近端部分210。
[0055] 横向元件22允许保持两个叶片21平行并且彼此相距一定距离。
[0056] 在附图1b所示的第二步骤中，导电部件置于注塑模具(未图示)中，以及由被称为第二塑性材料的塑料包覆成型制造的连接体3，其围绕在横向元件22上延伸的叶片21部分，换言之围绕位于横向元件22和远端部分211之间的叶片21的中间部分212的部分。第一次包覆成型在注塑模具中进行。
[0057] 在第二步骤过程中，远端部分211并不是通过连接体3包覆成型的并且是自由的，从而能够与测量装置(未图示)连接。
[0058] 所述连接体3具有上
接口30，所述上接口具有底部300和外壁301，所述远端部分211从底部300突出，所述外壁围绕远端部分211。因此，暴露的上接口30和远端部分211形成阳连接器插头，其与具有互补形状的阴连接器插座配合，来与外部测量装置连接。
[0059] 所述连接体3包括下
套管31，其部分包裹横向元件22上的叶片21的中间部分212。在第二步骤过程中，所述横向元件22不通过连接体3包覆成型并保持外露，并且在通过连接体3的包覆成型过程中，在适当位置连接两个叶片21。
[0060] 所述连接体3具有锚定部分32，位于上接口30和下套管31之间，并用于在支架(未图示)上紧固或锚定探针1。为此，所述锚定部分32具有紧固元件，特别是通过卡扣配合或
螺纹接合来与支架承载的互补紧固元件配合。
[0061] 在附图1c所示的第三步骤中，横向元件22特别通过分割，锯切或切割被移除，热敏电阻4的两个输出线41连接在各自的叶片21的近端部分210。
[0062] 热敏电阻4具有连接至两个电传导输出线41的热敏元件40。所述热敏元件40为NTC(负温度系数)型或PTC(正温度系数)型温度敏感电阻元件，并且所述电阻被例如
环氧树脂或玻璃制成的涂层围绕。
[0063] 热敏电阻4的输出线41通过两个电或超声波焊接点以电或超声波焊接直接连接在叶片21上，每个焊接点对应每个输出线41。
[0064] 因此，叶片21支撑输出线41并因此所述热敏元件40随后相距近端部分210一定距离以悬臂方式承载。
[0065] 在附图1d所示的第四步骤中，柱塞体5由被称为第一塑性材料的塑料材料围绕叶片2，输出线41和热敏元件40的近端部分21包覆成型制造。在第四步骤完成之后，除了叶片21的远端部分211保持外露与外部测量装置点连接，所述叶片21被柱塞体5和连接体3完全包覆成型。有利地，该第二次包覆成型在与连接体3第一次包覆成型相同的注塑模具中进行。
[0066] 所述柱塞体5具有直接围绕热敏元件40包覆成型的端部50，其在底部，周长和顶部包覆热敏元件40。仅柱塞体5包覆热敏元件40。所述端部50具有在0.2和1.5毫米之间的最大包覆成型厚度，优选在0.4和1.0毫米之间。例如，所述端部的最大厚度在0.5和0.8毫米之间。所述端部50基本上具有一般半球形状，从而最接近符合热敏元件40。
[0067] 所述柱塞体5还具有两个包覆部分51，其延伸端部50并至少部分围绕两个输出线41包覆成型；在两个包覆部分51之间延伸的贯通中心槽52，其位于端部50上。
[0068] 所述柱塞体5还包括套管形式的覆盖部分53，其包覆成型部分连接体3，更具体而言，包覆成型连接体3的下套管31。该覆盖部分53位于被称为密封槽的外围槽54上。
[0069] 在附图1e所示的第五步骤中，O型环6设置在外围槽54内。
[0070] 说明书的随后内容涉及上述第一方法的
变形例，还涉及实施双重注塑方法的包覆成型；仅步骤的顺序不同。
[0071] 第一步骤与附图1a中所述的第一方法的第一步骤相同，并因此提供已经描述的导电部分2。
[0072] 在第二步骤中，两个热敏电阻4的输出线41连接在各自的叶片21的近端部分210。该连接步骤已经在上文描述，被称为热敏电阻4的输出线41通过电或超声波焊接直接连接在叶片21上。因此，所述叶片21支撑输出线41并因此所述热敏元件40随后相距近端部分210一定距离以悬臂形式承载。
[0073] 第三步骤与附图1b所述的第一方法的第二步骤相同，因此包括已经描述的连接体3由包覆成型制造。
[0074] 在第四步骤中，已经如上文所述移出横向元件22。
[0075] 第五步骤与附图1d所述的第一方法的第四步骤相同，并因此包括已经描述的柱塞体5由包覆成型制造。
[0076] 第六步骤与附图1e所述的第一方法的第五步骤相同，并因此包括设置O型环6。
[0077] 第一方法获得的探针1与其变形例获得的探针相同。
[0078] 参见附图2a至2c，根据本发明用于制造探针1的第二方法实施单注塑方法的包覆成型，下文描述如下步骤；附图2b和2c所示为最终探针1。附图2a所示为注塑过程中的探针(并未图示模具)，附图2b和2c所示为注塑结束时的探针。在附图2c中，包覆成型通过透明得以表示，从而
可视化探针的内部，特别是热敏电阻4和叶片21。
[0079] 第二方法与第一方法本质上的不同在于所述柱塞体5和连接体3在模具中通过单注塑法以相同塑料制造成一个单件。相同的附图标记将用于描述该第二方法和第二方法获得的探针1的构成元件。
[0080] 在第一步骤中，设置有电传导材料特别是金属制成的两个叶片21。所述叶片21与上述第一方法中的相同。在此，所述叶片21并不通过金属横向元件22彼此连接。
[0081] 在第二步骤中，热敏电阻4的两个输出线41连接在叶片21的各自近端部分210。该步骤与上述第一方法相同，上述为热敏电阻4的输出线41通过电或超声波焊接直接连接在叶片21上。
[0082] 在第三可选步骤中，两个叶片21安装在支架部分7(附图2c中透明可见)，所述支架部分7由电绝缘材料特别是塑料材料制成。所述支架部分7可以具有两个槽用于接收叶片21。所述支架部分21的目的在于保持两个叶片21彼此之间的间隔，并位于注塑模具的内部。
优选地，所述支架部分7位于叶片21的中间部分212，在焊接点上。所述第二和第三方法可以颠倒。
[0083] 在第四步骤中，两个叶片21由支架部分7支撑并焊接至热敏电阻4的输出线41，位于注塑模具内部。
[0084] 在第五步骤中，放置伸缩销8(如附图2a所示)，其支承叶片21的近端部分210，从而在模具内包覆成型的过程中保护它们，特别是避免焊接点的失效。
[0085] 可选的，销8还可以用于保持热敏电阻4和/或其输出线41。所述销8用于保持全套装置的位置，从而保持控制覆盖热敏电阻4，输出线41和叶片21的塑料的厚度，该厚度不能太大，从而不能损害探针的响应时间，该厚度也不能太小，从而保证时间内的
稳定性。
[0086] 所述销8在一定范围内伸缩，它们在展开位置和回缩位置之间移动，在展开位置时，所述销8支承叶片21的近端位置210，在回缩位置时，所述销8远离叶片21，从而为塑料包覆成型叶片21留下空间。
[0087] 在第六步骤中，柱塞体5和连接体3由塑料通过叶片21的中间部分212，叶片21的近端部分210，输出线41和热敏元件40的包覆成型制造。所述柱塞体5和连接体3与第一方法获得的探针1的柱塞体和连接体相同，并描述过，不同在于时间，所述柱塞体5和连接体3以相同塑料制成一个单件，并有利地单注塑。
[0088] 在第六步骤中，所述销8小心选择在某些点的回缩，从而使得塑料不围绕销8冻结，塑料的注塑优选在连接体3层次开始，并在柱塞体5的端部50层次结束。
[0089] 根据第一方法或第二方法获得探针1具有多种优点。
[0090] 不用使用热胶来保护热敏元件40，所述柱塞体5单独实现该保护功能，具有减小的厚度保证减小的响应时间，小于10秒。
[0091] 电或超声波焊接时特别有利的，因为其允许焊接点抵抗在柱塞体5包覆成型
制造过程中，塑料注塑的温度和压
力。
[0092] 此外，可以有利地使用热敏元件，其电阻由玻璃涂层围绕，而不是环氧树脂。的确，玻璃具有比环氧树脂更高的温度耐受性，其有利于抵抗塑料注塑的温度。还可以选择其他能过抵抗注塑温度和压力的热敏电阻材料。例如，内部焊接至热敏电阻，可以有利地使用铅焊接，其熔点为327.5℃。
[0093] 在第一方法的特别情况下，由于横向元件22，在连接体3与第二塑料包覆成型的制造过程中，两个叶片21固定在模具内，随后在柱塞体5与第一塑料包覆成型制造之前，该横向元件22直接在模具内损坏。
[0094] 优选地塑料用于柱塞体3，其具有良好的热传导性，高于或等于1W/m.°K，特别在1和3W/m.°K之间，从而提供减小的响应时间。
[0095] 在第一方法的特别情况下，可以考虑，正相反，第二塑料具有低热传导性，典型低于1W/m.°K。
[0096] 还重要的是所述第一和第二塑料具有低电传导性，甚至由点绝缘材料组成，为了避免两个叶片21的短路，例如通过大于106ohm.cm。的确，在包覆成型步骤中，第一和第二塑料将被插入叶片21之间的空间并填充。
[0097] 置于使用的塑料，其可以是热塑性型，例如聚酰胺或聚对苯二
甲酸丁二醇脂材料，或者
橡胶或
硅树脂
型材料。这些塑料可以填充或不填充导热填料，特别是由玻璃或陶瓷制成的。
[0098] 此外，可以考虑在柱塞体5的表面上提供后包覆成型处理，例如NiCu或陶瓷涂层，从而增加热传导性并因此减小探针1的响应时间。
[0099] 由于本发明，探针1的组件数量减小至三个，具有由两个叶片21形成的电传导装置，两体3，5在相同模具内的两个步骤内的包覆成型形成的热敏电阻4和保护装置。此外，该制造方法消除了有时使用的沉积热胶的步骤，从而填充套管，其中热敏电阻封装在其中，从而减小探针的响应时间，因此减小了制造方法的时间和复杂度以及污染的风险。
