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CN101970204B - 用于检测物理参数的传感器和用于制造传感器的方法 - Google Patents

用于检测物理参数的传感器和用于制造传感器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于检测物理参数的传感器，它具有传感器元件(2)。这个传感器元件装入到成型件(1)中，其中，传感器元件(2)具有外壳。这个外壳是由成型件(1)和压注塑料(3)形成。此外本发明还涉及一种用于制造传感器的方法，它包括下述步骤：a)将成型件装入压注模中，b)将传感器元件插入到成型件中，c)从一个方向将压注塑料喷射压注模中，这个方向是如此选择的，即在喷射压注塑料期间传感器元件被压向成型件。

Description

用于检测物理参数的传感器和用于制造传感器的方法
本发明涉及一种用于检测物理参数，例如用于检测温度的传感器。此外，本发明还涉及一种用于制造传感器的方法。
文献DE 4423985A1公开了一种用于制造温度传感器的方法。
本发明应完成的任务是提供这样一种传感器，即它可特别容易地小型化。
本发明提供一种用于检测物理参数的传感器。这种传感器具有一个带有外壳的传感器元件。这个外壳由一个成型件和一种压注塑料形成。传感器元件装入到成型件中，并且由压注塑料包封压注，这样，这个成型件和压注塑料形状配合地连接。
在这种情况中特别强调的是包括这种情况，即这个传感器元件并非是它的整个表面被压注塑料包封。例如传感器元件可用它的表面的一部分靠在成型件上，并且在这里不被压注塑料所包围。也包括这样的情况，即成型件并非在它的整个表面上被压注塑料压注包封，而是成型件的部分表面是外露的，并且因此形成传感器的外轮廓的一部分。
优选地外壳在传感器元件的整个表面上形状配合连接地靠在传感器元件上。在这种情况中外壳的部分由压注塑料形成，并且外壳的部分由成型件形成。外壳应无间隙地包围着传感器元件。特别是在外壳和传感器元件之间不应存在间隙。存在间隙会增加正确地检测物理参数的困难，或者不能进行正确的检测。例如由于有了间隙可能出现在传感器元件的表面上的温度分布不均匀的情况，这样，温度传感器就不能正确地检测温度。
在一个优选的实施形式中传感器元件适合感知环境的湿度或者温度。例如这种传感器元件可以是一种NTC电阻，或者也可以是一种PTC电阻。
传感器元件的外壳主要是用于包封传感器元件并且保护它免受环境影响和机械载荷。特别是下述做法是有利的，即传感器元件的外壳，或者传感器的其它组成部件防止水的渗入或者湿气的渗入。
优选地传感器元件借助连接部件如此地设计，即它可从外面电接触。例如，借助连接部件可测量传感元件的电阻，这在使用NTC传感器或者使用PTC传感器时可直接推断出传感器元件的温度。
据此，传感器元件特别优选地设计为接线的和有外壳的器件。传感器元件通过钎焊、焊接或其它合适的方法固定在连接部件上，例如导线上。
连接部件优选地为具有单重绝缘部的柔性电缆，或者具有双重绝缘部的柔性电缆。
当传感器具有连接部件时，优选地至少连接部件和传感器元件之间的接口的区域置入到成型件中，并且由压注塑料压注包封。在这种情况中也包括这样的情况，即这个区域并未完全由压注塑料包封，而是具有一个外壳，这个外壳是由成型件和压注塑料组成。
压注塑料优选地可借助压注技术施加。通过这一措施例如可在传感器的连接部件和传感器元件之间产生一种不透湿气的连接。
优选地如此地设计成型件，即它限制一个空腔室。传感器元件装入到该空腔室中。优选地这个成型件可按一种圆筒形的套管的形状设计。此外，也可按半壳体或者3/4圆形的壳体的形状设计成型件。其实，每种可将传感器元件插入或者装入其中的形状都适用于成型件。
在传感器的一个优选的实施形式中，传感器元件用它的表面如此地靠在成型件上，即传感器元件接触到成型件的表面。
但是，根据另一实施形式传感器元件也可和成型件的表面有间距。
在这种情况中例如用压注塑料填充这个中间空隙，或者形成一个空气隙。
优选地如此地选择成型件的材料，即它为如压注塑料一样的材料。
此外，本发明还提供一种用于制造这种传感器的方法。
在一种用于制造传感器的方法中将传感器元件装入到成型件中。接着将这种由传感器元件和成型件构成的装置在压注模中定位。然后将压注塑料喷射到这个压注模中，这样，这个传感器元件至少部分地被压注塑料包封。
优选地在传感器元件装入到成型件中之前它已和连接导线连接。在这种情况中至少传感器元件和连接导线之间的接口的区域置入到成型件中是特别有利的。
在压注模和压注塑料冷却之后可进行脱模，并且在必要时将如此得到的产品继续加工成成品传感器。
优选地为压注包封规定一种两部件的压注模，它包括一个下模和一个上模。例如可将传感器元件和成型件一起装入下模中，这样，成型件放置到下模的底部上，并且传感器元件放置在成型件的上侧上。然后可从上模的侧面喷入压注塑料。为此如此地选择喷入点，即通过流入的压注塑料将传感器元件压向成型件，并且间接地压向下模。
借助成型件可以实现传感器的外壳的最小厚度等于成型件的厚度。这样就可减小由于外部环境影响所造成的损害。
通过相应地选择上模的尺寸可实现传感器元件到外壳的外侧的上距离。
特别优选地在浇注过程结束之后成型件形成传感器的外轮廓的一部分。
成型件特别是可用作插入件，也就是说，首先将成型件插入到下模中，然后才将传感器元件插入到成型件中。
成型件也可用作定中心的辅助装置，其中其通过在压注模内部的合适的布置，并配合合适地选择喷射点的位置实现在压注塑料喷射到压注模期间防止传感器元件在压注模内部的滑动。特别是可防止传感器元件被挤到压注模的边缘，这会导致在传感器元件的外侧处的外壳太薄，这是不允许的。
特别优选的是在压注过程期间如此地选择喷射点，即将传感器元件压向成型件，并且这样地保持在一个稳定的位置中，其中，成型件如此地成形，即可达到一种稳定的平衡。
在一个优选的实施形式中如此地成形压注模，即在成型件装入后成型件的外侧面形状配合连接地靠在压注模上。例如将压注模的下模设计为半壳体，并且如此地确定尺寸，即成型件可形状配合连接地装入其中。在一个实施形式中成型件如此地靠在压注模上，即通过此措施它横向于它的纵向轴线方向固定。
代替地或者附加地压注模可以具有一些梯级形的凹部，成型件可以装入到这些凹部中。通过这一措施也应防止成型件在压注模中的滑动。这种梯级的凹部例如是如此地设置在下模中的，即这个成型件不能沿着它的纵向轴线滑动。
通过将成型件固定在压注模中，并且将传感器元件在成型件中定中心可以保证传感器元件在压注过程期间不在压注模中滑动。
借助所述方法能可靠地调定外壳的厚度。特别是没有必要涂覆其它的外壳层，如为了保证在所有的部位上外壳都具有最小的厚度在一个多级的喷射方法中所做的那样。因此，所述的方法能使传感器小型化。
下面借助一些实施例和所属的附图对传感器和用于制造传感器的方法进行更加详细的说明。
图1：垂直于成型件的纵向轴线的传感器的横截面简图。
图2：传感器元件的透视图。
图3A：以垂直于成型件的纵向轴线的横截面图示出用于制造传感器的压注方法。
图3B：以沿着成型件的纵向轴线的横截面图示出用于制造传感器的压注方法。
图4：一个已制成的传感器。
图1示出了一个装入到成型件1中的传感器元件2。这个传感器元件2具有一个外壳。这个外壳由成型件1和压注塑料3形成。传感器元件2置于在成型件1上，并且在它的整个表面上形状适配地由外壳包围。因此外壳是无间隙地包围着传感器元件2。在这种情况中成型件1的外侧面没有被压注塑料包围，并且如此地形成了由传感器元件2、成型件1和压注塑料形成的传感器的外轮廓的一部分。外壳的最小厚度相应于成型件1的厚度。
图2示出一个3/4壳体形的成型件1。它用作置入件。传感器元件2在置入到成型件1之前就已和连接部件7连接。这个传感器元件2是如此地装入到成型件1中去的，即特别是传感器元件2和连接部件7之间的接口8是嵌入到成型件1中的，并且在浇注过程结束之后具有一个外壳。这个外壳是由压注塑料和成型件1形成。
图3A示出制造传感器的压注过程。设置一个下模5，将成型件1装入该下模中，下模5的内侧面是如此成形的，即成型件1用它的外侧面形状配合连接地贴在下模5上。通过形状配合连接的接触防止在下模5中横向于成型件1的纵向轴线的滑动。
将传感器元件2放入到由成型件1形成的空腔室中。通过合适地设置上模6形成一个压注模，其中，在上模6中设置一个喷射点4。通过这个喷射点将压注塑料3喷射到压注模5、6中。通过合适地选择压注模和成型件，并配合选择喷射点的位置可以实现在喷射压注塑料时传感器元件不会侧面地，或者向前，或者向后滑动。这样就可保证传感器元件和传感器的外侧面之间的规定的距离。
图3B以沿着成型件的纵向轴线的横截面图示出了制造传感器的压注过程。压注模5、6具有一个修圆的顶端部51，这样就防止了成型件1向前，也就是朝这个顶端头51方向的滑动。按照这种方式应该达到传感器元件2在它的顶端部被压注塑料3包封。附加地通过在下模5的直径中的小台阶52规定了成型件1的装入位置。通过这一措施防止成型件1向后滑动。这样，成型件1沿着成型件1的纵向轴线被固定在压注模5、6中。
压注模5、6不必具有所有在此示出的特征。例如成型件1在轴向方向的固定也可只是通过一个修圆的顶端部，或者通过合适地选择喷射点的位置达到的。
图4示出了一个已制成的传感器。它是例如借助在图3A和3B中示出的压注过程制成的。成型件1形成了传感器的外轮廓的一部分。因为成型件1和压注塑料3是由同一材料形成，所以人们在视觉上不能将成型件1同压注塑料3分辨出来，因此只用虚线来表示。传感器具有一个修圆的顶端部。这个顶端部是由压注塑料3形成。这个修圆的顶端部是由所采用的压注模5、6的内轮廓形成的。此外传感器还具有一梯级形的轮廓。这个轮廓产生自压注模5、6中的一个相应的梯级。
此外，当然也可以如此地设计成型件，即成型件的长度和已制成的传感器的长度相同，也就是说，成型件在通过压注塑料3形成物体的整个长度上延伸。
附图标记表
1    成型件
2    传感器
3    压注塑料
4    喷射点
5    下模
51   修圆的顶端部
52   梯级形的凹部
6    上模
7    连接部件
8    接口

Claims (15)

1.用于检测物理参数的传感器，具有传感器元件(2)，所述传感器元件装入到成型件(1)中，其中，这个传感器元件(2)具有外壳，这个外壳由成型件(1)和压注塑料(3)形成，其中传感器元件(2)通过接口(8)连接到连接部件，其中传感器元件(2)和连接部件(7)之间的接口(8)设置在成型件(1)中，且其中成型件(1)配置为将传感器元件(2)和通过接口(8)连接到传感器元件(2)的连接部件(7)一起置入到成型件(1)中。
2.按照权利要求1所述的传感器，其中，成型件(1)形成传感器的外轮廓的一部分。
3.按照权利要求1或2所述的传感器，在该传感器中，传感器元件(2)和连接部件(7)连接，并且其中，将传感器元件(2)和连接部件(7)之间的接口(8)置入到成型件(1)中。
4.按照权利要求1或2所述的传感器，其中，成型件(1)具有管子的形状、管形的半壳体形状或者3／4的圆形壳体的形状。
5.按照权利要求1或2所述的传感器，其中，成型件(1)具有开口，传感器元件(2)插入到该开口中。
6.按照权利要求1或2所述的传感器，在所述传感器中，外壳在传感器元件(2)的整个表面上形状配合连接地靠在传感器元件(2)上。
7.用于制造传感器的方法，包括下述步骤：
a)将成型件(1)装入压注模(5、6)中，
b)将传感器元件(2)通过接口(8)连接至连接部件(7)；
c)随后将传感器元件(2)和接口(8)以及通过接口(8)连接到传感器元件(2)的连接部件(7)一起置入到成型件(1)中，
d)由压注塑料(3)包封压注所述传感器元件(2)、所述连接部件(7)和所述接口(8)，使得成型件(1)和压注塑料(3)形状配合地连接。
8.按照权利要求7所述的方法，其中，传感器元件(2)和连接部件(7)连接，并且在步骤b)中被置入到成型件(1)中，从而连接部件(7)和传感器元件(2)之间的接口(8)位于成型件(1)中。
9.按照权利要求7所述的方法，其中，构造压注模(5、6)，从而成型件(1)至少可在一个方向固定在压注模(5、6)中。
10.按照权利要求9所述的方法，其中，构造压注模(5、6)，从而成型件(1)用它的外侧面形状配合连接地置于压注模(5、6)中。
11.按照权利要求9所述的方法，其中，压注模(5、6)具有梯级形的凹部(52)，成型件(1)装入到这个凹部中。
12.按照权利要求9所述的方法，其中，压注模(5、6)具有修圆的顶端部(51)。
13.按照权利要求7所述的方法，具有下述步骤：
c)从一个方向将压注塑料喷射到压注模(5、6)中，选择这个方向，从而在喷射压注塑料期间传感器元件(2)被压向成型件(1)。
14.按照权利要求7所述的方法，其中，压注模(5、6)具有下模(5)和上模(6)，并且其中，将成型件(1)装入到压注模(5、6)的下模(5)中。
15.按照权利要求14所述的方法，其中，将压注塑料引入到压注模(5、6)中的喷射点(4)设置在压注模(5、6)的上模(6)中。
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