DE19858466B9

DE19858466B9 - Druckempfindlicher Sensor und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE19858466B9
Application number: DE19858466A
Authority: DE
Inventors: Hidenori Hamamatsu Ishihara; Noboru Kariya Tsuge; Shigeru Hitachi Kashiwazaki; Fumitaka Hitachi Nakahigashi; Koji Hitachi Horii
Original assignee: Asmo Co Ltd; Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Asmo Co Ltd; Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2011-01-20
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: US6349461B2; JP3354506B2; GB2334821A; US6431004B2; GB9827449D0; GB2334821B; US20010049964A1; US6260418B1; DE19858466B4; JPH11237289A; US20010001930A1; DE19858466A1

Abstract

Druckempfindlicher Sensor mit:
einem isolierenden hohlen Gehäuse (12) mit einem offenen Anschlußbereich, wobei das Gehäuse (12) von einer äußeren Kraft elastisch verformbar ist;
einer Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22), die in dem Gehäuse (12) in einem Zustand gehalten werden, in dem sich wenigstens ein Längsende jeder Elektrode (16, 18, 20, 22) von dem Anschlußbereich des hohlen Gehäuses (12) aus erstreckt und die Elektroden (16, 18, 20, 22) im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Elektroden (16, 18, 20, 22) von einer äußeren, auf das hohle Gehäuse (12) einwirkenden Kraft derart verformbar sind, daß sie miteinander in elektrisch leitenden Kontakt kommen;
einem in dem Anschlußbereich des hohlen Gehäuses (12) vorgesehenen isolierenden Abstandshalter (60), der mit der Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) in Kontakt steht und die Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) voneinander isoliert; und
einer isolierenden Dichtung (62) aus einem elektrisch...

Description

Die Erfindung betrifft einen druckempfindlichen Sensor zum Erfassen einer äußeren Kraft mithilfe eines von der äußeren Kraft verformten Gehäuses und in dem Gehäuse vorgesehenen Elektroden, die dabei miteinander im Kontakt kommen, sowie ein Herstellungsverfahren für solch einen druckempfindlichen Sensor.
Das Patent DE 197 20 713 C1 offenbart einen druckempfindlichen Sensor in einem Dichtungsprofil zur Abdichtung einer kraftbetätigten Schließeinrichtung. Das Dichtungsprofil ist als Hohlprofil aus einem elastischen Material ausgebildet, das einen im Wesendlichen ebenen Basisbereich und einen aufgesetzten gewölbten Profilbereich unter Einschluss einer Hohlkammer aufweist. Am Basisbereich sind zwei beabstandete Kontaktelemente vorgesehen, die als koextrudierte, elektrisch leitfähige Profilbereiche ausgebildet sind. Weiterhin ist an der Innenseite des gewölbten Profilbereichs eine Kontaktfläche vorgesehen. Durch eine von außen auf das Dichtungsprofil wirkenden Kraft werden die Kontaktelemente in Kontakt miteinander gebracht, wodurch eine integrierte Einklemmschutzeinrichtung ein weiteres Aufbringen der Kraft unterbinden kann.
Das Patent GB 2 304 458 A offenbart ein Hindernis-Detektionmittel für Fahrzeugfenster. Hierbei sind zwei leitende Elemente auf gegenüberliegenden Seiten and er Innenwand einer äußeren Röhre angebracht, sodass sie miteinander in Kontakt kommen, sobald die Röhre aufgrund einer äußeren Krafteinwirkung zusammengedrückt wird. Ein Verbindungsbereich zu einem Steuerungssystem ist durch ein Isolationselement in zwei Kammern unterteilt. In den Kammern sind jeweils Leiter auf der Oberfläche des Isolationselementes angeordnet. Eine elektrische Verbindung zwischen den leitfähigen Elementen der Röhre und den Leitern des Steuerungssystems wird durch einen leitfähigen Gummi geschaffen, der in die Kammern gefüllt ist und der dabei die Röhre abdichtet.
Es sind weitere druckempfindliche Sensoren bekannt, in denen eine Mehrzahl von Elektroden aus Metallplatten, Metallleitungen oder ähnlichem innerhalb eines elastisch verformbaren Gehäuses im Abstand voneinander angeordnet sind. Das Gehäuse wird von einem Druck elastisch verformt, so daß die Mehrzahl von Elektroden miteinander in Kontakt kommt, wodurch ein elektrischer Stromfluß zwischen den Elektroden oder ein Kurzschluß erzeugt wird, so daß der Druck erfaßt wird.
Bei solch einem druckempfindlichen Sensor sind die Anschlußbereiche offen, so daß sie mit einem Verbindungsmittel, wie einer Leitungen verbunden werden können, die zu einem Bestimmungsmittel, wie einem Computer, führt. Somit werden das Verbindungsmittel und die Elektroden normalerweise miteinander verbunden und dann abgedichtet, um Fehlfunktionen aufgrund von z. B. einem Eindringen von Wasser zu vermeiden. Um eine verläßliche Dichtung zu erhalten, wird es bevorzugt, daß die Dichtung Z. B. mit einem synthetischen Kunstharzmaterial von außen in dem Anschlußbereichen des druckempfindlichen Sensors einschließlich der Umgebung der Anschlüsse des Verbindungsmittels ausgebildet wird, wenn die Anschlüsse der Elektroden mit den Verbindungsmitteln verbunden sind.
Wird die Dichtung jedoch unter Verwendung eines synthetischen Kunstharzmaterials ausgebildet, während das Verbindungsmittel und die Elektrode miteinander verbunden sind, sind die Anschlußbereiche des druckempfindlichen Sensors im Inneren der Gießform angeordnet. Dabei wird geschmolzenes synthetisches Kunstharzmaterial eingespritzt, wie Z. B. bei einem Spritzgießverfahren. Dabei kann es passieren, daß aufgrund des angelegten Drucks während des Einspritzens des Kunstharzmaterials die Elektroden derart verschoben werden, daß sie miteinander in elektrisch leitenden Kontakt kommen.
Ferner ist es möglich, daß während des Gießens das geschmolzene Kunstharzmaterial in die Öffnungen zwischen den Elektroden eintritt, so daß in dem druckempfindlichen Sensor Totbereiche gebildet werden.
Aufgrund dessen ist es bisher schwierig, für die Herstellung von druckemfpindlichen Sensoren Gießverfahren zu verwenden.
Demgemäß ist es die Aufgabe der Erfindung, einen druckempfindlichen Sensor und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, mit denen eine verläßliche Dichtung, eine hohe Arbeitseffizienz sowie ein verläßlicher Sensor erzielbar sind.
Um dies zu erreichen, wird gemäß eines ersten Gesichtspunktes der Erfindung ein druckempfindlicher Sensor mit den Merkmalen in Anspruch 1 bereitgestellt.
Bei dem druckempfindlichen Sensor mit dem oben beschriebenen Aufbau sind die Anschlußbereiche des Gehäuses mit der Dichtung abgedichtet. Somit können keine Fremdmaterialien, wie Wassertropfen, von den Öffnungen der Anschlußbereiche her in das Gehäuse eindringen, so daß Fehlfunktionen vermieden werden. Dabei wird ein Abstandshalter zwischen der Mehrzahl von Elektroden in den Anschlußbereichen des Gehäuses bereitgestellt. Somit kommen, selbst falls von außerhalb ein Druck auf das Gehäuses und somit auf die Elektroden wirkt, diese nicht miteinander in elektrisch leitenden Kontakt. Somit ist es einfach, eine Dichtung durch ein Gießverfahren unter Verwendung z. B. eines synthetischen Kunstharzmaterials herzustellen, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert und die Kosten verringert werden.
Der druckempfindliche Sensor weist vorzugsweise einen Träger auf, der Verbindungsbereiche hält, die Verbindungsmittel und die Mehrzahl von Elektroden miteinander verbinden, wobei die Verbindungsmittel die Mehrzahl von Elektroden elektrisch leitend mit einem Bestimmungsmittel auf der Seite der Anschlußbereiche des Gehäuses verbinden, wobei das Bestimmungsmittel bestimmt, ob die Mehrzahl von Elektroden miteinander in elektrisch leitendem Kontakt stehen.
Bei dem druckempfindlichen Sensor mit dem oben beschriebenen Aufbau ist der Träger, der das Verbindungsmittel zum elektrischen verbinden der Elektroden und des Bestimmungsmittels hält, zusammen mit den Elektroden und dem Abstandhalter mittels der Dichtung abgedichtet. Somit können keine Fremdmaterialien, wie Wassertropfen, am Träger an den Verbindungsbereichen der Elektroden mit dem Verbindungsmittel anhaften, wodurch Fehlfunktionen vermieden werden. Durch das Abdichten wird ferner Korrosion vermieden, und die elektrischen Verbindungen als auch die mechanischen Verbindungen werden stabil aufrechterhalten.
Falls die Dichtung z. B. aus synthetischem Kunstharzmaterial hergestellt wird, unterstützt die Dichtung die Verbindungsbereiche des Trägers von außen. Somit ist es möglich, die mechanischen Verbindungen stabil aufrechtzuerhalten. Es ist bevorzugt, daß der Träger mit dem Abstandshalter in dem druckempfindlichen Sensor einstückig ausgebildet ist.
Dadurch kann die Anzahl der Bauteile verringert werden und somit werden die Kosten reduziert. Wenn der Abstandshalter zwischen die Elektroden von dem Anschlußbereich des Gehäuses her eingesteckt wird, kann der Träger auf einfache Weise in der Nähe des Anschlußbereichs angeordnet werden.
Ein Herstellungsverfahren für einen druckempfindlichen Sensor gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren gemäß Anspruch 4.
Gemäß diesem Verfahren werden die Anschlußbereiche des Gehäuses von der Dichtung abgedichtet, wobei der isolierende Abstandshalter zwischen der Mehrzahl von Elektroden angeordnet wird. Somit beschränkt, selbst falls auf das Gehäuse ein Druck wirkt, der Abstandshalter die elastische Verformung des Gehäuses im Anschlußbereich, wodurch vermieden wird, daß die Elektroden während des Gießverfahrens miteinander in Kontakt kommen. Somit ist es möglich, die Dichtung z. B. durch Gießen mit einem synthetischen Kunstharzmaterial zu bilden, wodurch die Arbeitseffizienz erhöht ist und die Kosten verringert sind.
Es ist bevorzugt, daß bei dem Herstellungsverfahren für den druckempfindlichen Sensor Trägerverbindungsbereiche vorgesehen werden, die ein Verbindungsmittel und die Mehrzahl von Elektroden mittels eines Trägers verbinden, wobei die Verbindungsmittel die Mehrzahl von Elektroden mit einem Bestimmungsmittel von der Seite der Anschlußbereiche des Gehäuses verbinden, wobei das Bestimmungsmittel bestimmt, ob die Mehrzahl von Elektroden einander elektrisch leitend berühren, und der Träger, das Gehäuse und der Abstandshalter mit der Dichtung abgedichtet werden.
Gemäß diesem Verfahren sind die Verbindungsmittel, die mit dem Bestimmungsmittel elektrisch leitend verbunden sind, mit den Elektroden in den Anschlußbereichen des Gehäuses elektrisch leitend verbunden, und die Verbindungsbereiche werden von dem Träger unterstützt. Zusätzlich werden dabei der Träger, das Gehäuse und die Elektroden von der Dichtung abgedichtet. Somit können keine Fremdmaterialien, wie Wassertropfen, an den Verbindungsbereichen anhaften, wodurch Fehlfunktionen vermieden werden. Da der Träger selbst mit der Dichtung abgedichtet wird, ist die Möglichkeit von Korrosionen verringert, und die elektrischen Verbindungen sowie die mechanischen Verbindungen können stabil aufrechterhalten werden.
Es wird bevorzugt, daß bei dem Herstellungsverfahren für den druckempfindlichen Sensor der Träger mit dem Abstandshalter einstückig ausgebildet wird, wobei der Träger von den Anschlußbereichen in den Raum zwischen der Mehrzahl von Elektroden derart eingesteckt wird, daß der Träger in der Nähe der Anschlußbereiche angeordnet wird.
Demgemäß werden, da der Abstandhalter mit dem Träger einstückig ausgebildet ist, wenn der Abstandshalter zwischen die Elektroden eingesteckt wird, der Träger sowie der Abstandshalter von den Elektroden aufgrund des Abstandshalters außerhalb des Anschlußbereichs gehalten. Auf diese Weise kann der Träger praktisch einstückig mit den Elektroden und dem Gehäuse ausgebildet werden, indem einfach der Abstandshalter eingesteckt wird.
Auf diese Weise wird der Einbau erleichtert. Ferner ist es nicht erforderlich, das Gehäuse und den Träger während des Abdichtens separat zu halten, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert ist.
Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, einen druckempfindlichen Sensor und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, bei dem Kurzschlüsse der Elektroden außerhalb des Gehäuses vermieden werden.
Um dies zu erreichen, wird gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung ein druckempfindlicher Sensor gemäß Anspruch 7 bereitgestellt mit: einem isolierenden hohlen Gehäuse, das von einer äußeren Kraft elastisch verformbar ist; wenigstens vier langgestreckten Elektrodenleitungen, die innerhalb des Gehäuses im wesentlichen rechtwinklig zur Längsrichtung des Gehäuses im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei jede Elektrodenleitung Längsenden aufweist, die aus dem Gehäuse herausgeführt sind, wobei die Elektrodenleitungen zusammen mit dem Gehäuse von einer äußeren Kraft, die auf das Gehäuse einwirkt, derart verbogen werden, daß die Elektroden miteinander in Kontakt treten können; einem Widerstand, der an einem Längsende der Elektrodenleitungen angeordnet ist und dessen beide Anschlüsse mit den beiden Elektrodenleitungen der wenigstens vier Elektrodenleitungen elektrisch leitend verbunden sind; Verbindungsbereichen zum Verbinden eines Längsendes der beiden Elektrodenleitungen, die mit dem Widerstand verbunden sind, mit einem Längsenden einer der wenigstens zwei Elektrodenleitungen, die nicht mit dem Widerstand verbunden sind, und zum Verbinden eines Längsendes der anderen der beiden Elektrodenleitungen, die mit dem Widerstand verbunden sind, mit einem Längsende des anderen der wenigstens zwei Elektroden, die nicht mit dem Widerstand verbunden sind; und einem isolierenden Träger, der auf einer Seite des Gehäuses derart angeordnet ist, daß er dem Längsende der Elektrodenleitungen zugeordnet ist, und die Elektrodenleitungen, die mit dem widerstand verbunden sind, von den Elektrodenleitungen trennt, die nicht mit dem Widerstand verbunden sind, sowie die Längsenden der Elektrodenleitungen hält.
Bei einem druckempfindlichen Sensor gemäß der obigen Struktur fließt in einen normalen Zustand, d. h. in einem Zustand in dem keine äußere Kraft auf das Gehäuse einwirkt, Strom von einer von wenigstens zwei Elektrodenleitungen, mit denen der Widerstand nicht verbunden ist, durch die Verbindungsbereiche am anderen Längsende dieser Elektrodenleitungen zu einer der beiden Elektrodenleitungen, die mit dem Widerstand verbunden sind.
Ferner fließt dieser Strom durch den widerstand zu der anderen der beiden Elektrodenleitungen, die mit dem Widerstand verbunden sind, und dann durch die Verbindungsbereiche am anderen Längsende der Elektrodenleitung zu der anderen der wenigstens zwei Elektrodenleitungen, die nicht mit dem Widerstand verbunden sind.
Falls auf das Gehäuse von außerhalb eine äußere Kraft einwirkt, wird das Gehäuse elastisch verformt, und einige oder alle der wenigstens vier Elektrodenleitungen in dem Gehäuse werden verbogen und derart verschoben, daß sie einander näher kommen. Somit kommen einige der Elektrodenleitungen miteinander in Kontakt, und es treten Kurzschlüsse auf. Dabei fließt der Strom in den Elektrodenleitungen nicht mehr durch den Widerstand. Dementsprechend ist der Strom der zu der anderen der wenigstens zwei Elektrodenleitungen fließt, die nicht mit dem Widerstand verbunden sind, von dem Strom in dem Fall verschieden, in dem Strom durch den Widerstand hindurchfließt (normaler Zustand). Durch Erfassen der Veränderung des Stromwertes ist es möglich festzustellen, ob auf den Bereich, in dem das Gehäuse bereitgestellt wird (der Bereich, in dem der erfindungsgemäße druckempfindliche Sensor bereitgestellt wird) ein äußerer Druck wirkt.
Der erfindungsgemäße druckempfindliche Sensor weist einen isolierenden Träger auf einer Seite des Gehäuses auf. Der Träger teilt die Elektrodenleitungen, die mit dem Widerstand verbunden sind, von denen, die nicht mit dem Widerstand verbunden sind. Die Elektrodenleitungen, die mit dem Widerstand verbunden sind, und diejenigen, die nicht mit dem Widerstand verbunden sind, werden von dem Träger gehalten. Somit treten während des Abdichtens, selbst, falls die Längsenden der Elektrodenleitungen und die diesen benachbarten Bereichen abgedichtet werden, keine Kurzschlüsse zwischen den Elektrodenleitungen, die mit dem Widerstand verbunden sind, und denen auf, die nicht mit dem Widerstand verbunden sind.
Bei dem druckempfindlichen Sensor ist es bevorzugt, daß ein Eingriffsbereich, der in das Gehäuse eingreifen kann und den Träger mit dem Gehäuse verbindet, an dem Träger vorgesehen ist.
Bei dem druckempfindlichen Sensor mit dem obigen Aufbau ist der Eingriffsbereich am Träger vorgesehen, und der Träger ist mit dem Gehäuse dadurch verbunden, daß der Eingriffsbereich in das Gehäuse eingreift. Somit ist das Gehäuse im wesentlichen einstückig mit dem Träger ausgebildet, und die relative Verformung des Trägers relativ zum Gehäuse ist beschränkt. Dementsprechend wird keine Kraft, wie eine Zugkraft, auf die Elektrodenleitungen ausgeübt, nachdem der Träger derart vorgesehen wurde, daß er die Elektrodenleitungen unterstützt, wodurch es möglich ist, Fehlfunktionen, wie Brüche der Elektrodenleitungen während des Herstellungsverfahrens, zu vermeiden.
Bei dem druckempfindlichen Sensor ist es bevorzugt, daß der Eingriffsbereich isolierend ist und in das Gehäuse von dessen Endbereich her eingesteckt ist.
Auf diese Weise ist es z. B. möglich, daß das Kunstharzmaterial zum Ausbilden der Dichtung für den Träger und die Endbereiche der Elektrodenleitungen daran gehindert wird, in das Gehäuse zu gelangen. Ferner treten somit, selbst falls die Bereiche in der Nähe der Endbereiche des Gehäuses verbogen werden, keine Kurzschlüsse in der Nähe der Endbereiche des Gehäuses auf. Es ist bevorzugt, daß der Sensor eine Dichtung zum Abdichten des Trägers und zum Abdichten eines Bereichs zwischen dem Träger und dem Gehäuse aufweist.
Demgemäß ist bei dem druckempfindlichen Sensor mit der obigen Struktur der Träger mit der Dichtung abgedichtet, und die Dichtung kann die Endbereiche des Gehäuses ebenfalls abdichten. Somit ist es möglich, den Träger und die Bereiche in der Nähe der Endbereiche der Elektrodenleitungen vor unbeabsichtigten äußeren Kräften zu schützen.
Leitungsbrüche können somit vermieden werden, und das Eindringen von Tropfen oder ähnlichem in das Gehäuse von den Endbereichen des Gehäuses her kann ebenfalls vermieden werden.
In dem druckempfindlichen Sensor sind die Elektrodenleitungen in deren Längsrichtung im Inneren des Gehäuses vorzugsweise im wesentlichen spiralförmig angeordnet.
Auf diese Weise ist es möglich, Kurzschlüsse der Elektrodenleitungen aufgrund des Widerstands zu vermeiden, wenn eine äußere Kraft auf das Gehäuse einwirkt. Es ist somit möglich, einen Sensor bereitzustellen, der sehr verläßlich feststellt, ob eine äußere Kraft auf das Gehäuse einwirkt.
Gemäß eines vierten Gesichtspunktes der Erfindung wird ein Verfahren gemäß Anspruch 12 zum Herstellen eines druckempfindlichen Sensors bereitgestellt, bei dem wenigstens vier Elektrodenleitungen in dem hohlen Gehäuse in Richtung senkrecht zur ihrer Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Elektrodenleitungen zusammen mit dem Gehäuse von einem äußeren, auf das Gehäuse einwirkenden Druck verbogen werden, so daß die Elektrodenleitungen miteinander in Kontakt kommen; wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Herausführen der Endbereiche der Mehrzahl von Elektrodenleitungen aus dem Gehäuse; Bereitstellen eines isolierenden Trägers an einer Außenseite des Gehäuses entsprechend wenigstens einem Endbereich der Mehrzahl von Elektrodenleitungen, die aus dem Gehäuse herausgeführt sind; Bereitstellen einer Mehrzahl elektrisch leitfähiger Verbindungsteile, die den beiden Endbereichen der Mehrzahl von Elektrodenleitungen zugeordnet sind, wodurch der Täger eine Mehrzahl von Verbindungsteilen auf einer Seite hält, die dem Träger aus der Mehrzahl von Verbindungsteilen zugeordnet ist, während die Verbindungsteile auf der dem Träger entsprechenden Seite mit dem Träger voneinander getrennt werden und die Elektrodenleitungen von der Mehrzahl von Verbindungsteilen in Serie miteinander verbunden sind.
Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß auf der Seite, auf der der Träger vorgesehen ist, die von dem Träger voneinander getrennten Verbindungsmittel einander nicht berühren und somit nicht elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Ferner sind die beiden Endbereiche der Elektrodenleitungen mit diesen Verbindungsmitteln elektrische leitend verbunden, und die Elektrodenleitungen sind miteinander in Serie verbunden. Somit kommen, wenn auf das Gehäuse eine äußere Kraft einwirkt und das Gehäuse und die Elektrodenleitungen darin elastisch verformt werden, die Elektrodenleitungen in Kontakt miteinander, und es treten Kurzschlüsse auf. Durch Erfassen der Veränderung des Stromwertes, der die Veränderung des Widerstandswertes in dem Kurzschlußzustand begleitet, ist es möglich, eine auf das Gehäuse einwirkende äußere Kraft zu erfassen.
Somit kommt es, selbst wenn die Längsenden der Elektrodenleitungen und die Bereiche in deren Nähe abgedichtet sind, beim Herausziehen der Elektrodenleitung während des Abdichtens nicht zu Kurzschlüssen, wodurch das Abdichten erleichtert ist.
Das Herstellungesverfahren für einen druckempfindlichen Sensor weist vorzugsweise auf: Verschieben der Mehrzahl von Verbindungsteilen auf der Seite, auf der der Träger vorgesehen ist, in Richtungen, die quer zur Richtung stehen, in die die Endbereiche der Mehrzahl von Elektrodenleitungen auf der Seite, auf der der Träger vorgesehen ist, aus dem Gehäuse herausgeführt sind; Ausbilden einer Mehrzahl von Öffnungsbereichen in dem Träger, wobei die Öffnungsbereiche einen offenen Endbereich aufweisen, der einem der Mehrzahl von Verbindungselementen in einer Öffnungsrichtung gegenüberliegt und die anderen Öffnungsbereich auf einer Seite offen sind, die dem Verbindungselement mittels dem Träger gegenüberliegen; und Annähern einer Elektrode eines Schweißelektrodenpaars an ein Verbindungspaar der Mehrzahl der Verbindungsteile von einer Seite her, die dem Verbindungsteil gegenüberliegt, Einstecken einer anderen Schweißelektrode in einen der Öffnungsbereiche, die dem zu schweißenden Verbindungsteil zugeordnet sind, so daß die andere Schweißelektrode in die Nähe des zu schweißenden Verbindungsteils gebracht wird, und Zusammenschweißen der beiden zu schweißenden Verbindungsteile, die zwischen dem Schweißelektrodenpaar gehalten werden.
Wie oben beschrieben, werden das eine Verbindungsteil und das andere Verbindungsteil in eine Richtung verschoben, die quer zur Richtung steht, in der die Enden der Elektrodenleitungen herausgezogen werden.
Eine der Schweißelektroden wird in die Nähe eines Verbindungsteils von einer Seite gegenüber dem die Öffnung aufweisenden Öffnungsbereich gebracht, die dem Verbindungsteil gegenüberliegt. Die andere Schweißelektrode wird in die andere Öffnung eingeführt und ebenfalls in die Nähe des Verbindungsteils gebracht. Während die Verbindungsteile zwischen den beiden Schweißelektroden festgehalten werden, wird ein Widerstandspreßschweißen durchgeführt. Auf diese Weise werden die Verbindungsteile einstückig mit den mit den Verbindungsteilen verbundenen Elektrodenleitungen ausgebildet.
Obwohl der Träger aus einem isolierenden Material hergestellt wird, wird eine Öffnung in dem Träger ausgebildet, und die andere Elektrode des Schweißelektrodenpaars wird in diese Öffnung eingeführt, wodurch die Verbindungsteile zwischen den Schweißelektrodenpaaren festgehalten werden. Somit können die Verbindungsteile mit den Elektrodenleitungen mithilfe des Widerstandspreßschweißens verbunden werden. Es kommt jedoch auch ein Verfahren in Frage, bei dem der Träger und auch das Verbindungsteil zwischen einem Schweißelektrodenpaar festgehalten werden, während ein Bereich des Trägers leitfähig ist. In diesem Fall muß der Träger jedoch sehr stabil ausgebildet sein, um z. B. der Haltekraft des Schweißelektrodenpaars zu widerstehen. Wie oben ausgeführt, werden die Verbindungsteile zwischen dem Schweißelektrodenpaar gehalten, der Träger wird jedoch nicht dazwischen gehalten. Somit muß der Träger keine so hohe Festigkeit aufweisen. Auf diese Weise steht eine größere Bandbreite von Materialien für den Träger bereit, wodurch die Kosten verringert werden können. Wie oben beschrieben, werden die Verbindungsteile, die von dem Träger voneinander getrennt sind, in eine Richtung quer zu der Richtung verschoben, in die die Elektrodenleitungen aus dem Gehäuse herausgeführt werden. Somit ist die andere Öffnung des Öffnungsbereichs an einer Position vorgesehen, die relativ zu den Elektrodenleitungen und dem Verbindungsteil auf dieser Seite verschoben ist. Somit hindern die Elektrodenleitungen und die Verbindungsteile auf der anderen Seite der Öffnung des Öffnungsbereichs das Einstecken der Schweißelektroden in die Öffnungen nicht, wodurch der Schweißschritt erleichtert ist.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Schnitt, aus dem der Aufbau eines Anschlußbereichs eines druckempfindlichen Sensors gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
2 einen Schnitt, aus dem der Aufbau des Anschlußbereichs des druckempfindlichen Sensors gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
3 einen Schnitt, aus dem der Aufbau des Anschlußbereichs des druckempfindlichen Sensors gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
4 eine perspektivische Ansicht eines Trägers;
5 einen Schnitt, aus dem der Aufbau des anderen Anschlußbereichs des druckempfindlichen Sensors gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
6 einen Schnitt, aus dem der Aufbau des Anschlußbereichs des druckempfindlichen Sensors gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
7 eine perspektivische Ansicht, aus der die Struktur eines Sensorhauptkörpers ersichtlich ist;
8 ein Schnitt, aus dem der Aufbau des Sensorhauptkörpers ersichtlich ist;
9 ein Schaltungsdiagramm, aus dem schematisch der Aufbau des druckempfindlichen Sensors ersichtlich ist;
10 eine Seitenansicht, aus der ein Zustand ersichtlich ist, in dem eine Leitung mit einem Verbindungsteil verschweißt wird;
11 eine Seitenansicht, aus der ein Zustand ersichtlich ist, in dem ein Anschluß eines Widerstands mit dem Verbindungsteil verschweißt wird;
12 eine Seitenansicht, aus der ein Zustand ersichtlich ist, in dem eine Elektrodenleitung mit dem Verbindungsteil verschweißt wird;
13 eine perspektivische Explosionsansicht, aus der modifizierte Beispiele eines Sensorhauptkörpers, eines Trägers bzw. eines Abstandshalters ersichtlich sind;
14 ein Schnitt, aus dem der Aufbau eines Anschlußbereichs eines druckempfindlichen Sensors gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
15 ein Schnitt, aus dem der Aufbau eines Anschlußbereichs eines druckempfindlichen Sensors gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist.
Aus 7 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines Drucksensorhauptkörpers 11 eines druckempfindlichen Sensors 10 gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Wie aus 7 ersichtlich, weist der Sensorhauptkörper 11 des druckempfindlichen Sensors 10 gemäß dieser Ausführungsform ein langgestrecktes Gehäuse 12 aus einem isolierenden Gummimaterial, wie Silikongummi, Ethylen-Propylen-Gummi, Styrol-Butadien-Gummi oder Chloropen-Kautschuk, oder aus einem isolierenden elastischen Material, wie Polyethylen, Ethylen-Vinylacetat, Ethylenethylacrylat-Copolymer, Ethylmethylmethacrylsäureesther-Copolymer, Polyvinylchlorid oder thermoplastischen Elastomeren mit Olephinen oder Styrolen auf. Wie aus 8 ersichtlich, ist in dem Gehäuse 12 in dessen Längsrichtung eine Kreuzausnehmung 14 mit kreuzuförmigem Querschnitt ausgebildet. Die Kreuzausnehmung 14 ist im Bereich der Mitte des Gehäuses 12 in dessen Längsrichtung leicht verformt. Zusätzlich sind in dem Gehäuse 12 Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22 aus langen, flexiblen Drähten vorgesehen, die z. B. aus zwei verdrillten Drähten, wie Kupferdrähten, hergestellt sind. Die Elektrodenleitungen 16 bis 22 sind aufgrund der Kreuzausnehmung 14, an dessen innerem Randbereich sie fest anhaften, im Abstand voneinander angeordnet. Somit werden die Elektrodenleitungen 16 bis 20 gebogen, falls die Kreuzausnehmung 14 elastisch verformt wird. Falls das Gehäuse 12 derart elastisch verformt wird, daß die Kreuzausnehmung 14 zusammengedrückt wird, treten einige oder alle Elektrodenleitungen 16 bis 22 miteinander in Kontakt. Wenn die Kreuzausnehmung 14 wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt, kehren die Elektrodenleitungen 16 bis 22 ebenfalls in ihre ursprüngliche Form zurück.
Wie aus dem aus 9 ersichtlichen Schaltbild ersichtlich, sind bei dem druckempfindlichen Sensor 10 gemäß dieser Ausführungsform die Elektrodenleitungen 16 und 22 an einem ihrer jeweiligen Längsenden elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Elektrodenleitungen 18 und 22 sind ebenfalls an ihren jeweiligen Längsenden mittels eines Widerstandes 24 elektrisch leitend miteinander verbunden. Ferner sind die Elektrodenleitungen 16 und 22 an ihren anderen Längsenden mit der Stromversorgung mittels einer Leitung 26 verbunden. Die Elektrodenleitung 22 ist jedoch mit der Stromversorgung mittels eines Stromwerterfassungsmittels 28 verbunden, das zum Trennen des Stromkreises dient, wenn der Strom einen vorbestimmten Wert erreicht oder übersteigt. Das heißt, daß der durch die Elektrodenleitung 22, die Elektrodenleitungen 18 und 20 von der Elektrodenleitung 16 her kommende Strom normalerweise durch den Widerstand 24 läuft. Falls das Gehäuse 12 zusammengedrückt wird, und entweder die Elektrodenleitungen 16 oder 20 mit den Elektrodenleitungen 18 oder 22 in elektrischen Kontakt treten und somit einen Kurzschluß bilden, fließt der Strom nicht durch den Widerstand 24. Somit verändert sich die Stromstärke, falls der Strom in diesen Stromkreis bei einer festgelegten Spannung fließt. Der druckempfindliche Sensor 10 gemäß dieser Ausführungsform weist somit einen Aufbau auf, mit dem erfaßt werden kann, ob das Gehäuse 12 zusammengedrückt wird oder nicht, d. h. ob eine äußere Kraft auf den Sensor 10 wirkt, indem die Veränderung des Stromwertes zu diesem Zeitpunkt erfaßt wird. In diesem Fall fließt, falls zwischen den Elektrodenleitungen 16 und 18 oder zwischen den Elektrodenleitungen 20 und 22 ein Kurzschluß auftritt, der Strom durch den Widerstand 24. Mit solch einem Aufbau kann keine äußere Kraft erfaßt werden. Trotzdem sind die Elektrodenleitungen 16 bis 22 spiralförmig innerhalb des Gehäuses 12 angeordnet, wie oben beschrieben. Deshalb kommen alle Elektrodenleitungen 16 bis 22 miteinander in Kontakt, wenn eine äußere Kraft aus gleichbleibender Richtung ununterbrochen auf einen Bereich, z. B. einen vorbestimmten Bereich innerhalb des Gehäuses 12, wirkt, der sich im wesentlichen halb um das Gehäuse 12 herum erstreckt. Der Bereich, in dem entweder die Elektrodenleitung 16 oder die Elektrodenleitung 20 entweder die Elektrodenleitung 18 oder die Elektrodenleitung 22 kontaktiert, während die Elektrodenleitungen 16 und 18 einander kontaktieren oder die Elektrodenleitungen 20 und 22 einander kontaktieren, kann enger sein als der Bereich des vorbestimmten Bereichs innerhalb des Gehäuses 12, der sich im wesentlichen halb um den vorbestimmten Bereich herum erstreckt.
Es ist sehr unwahrscheinlich, daß nur die Elektrodenleitungen 16 und 18 oder die Elektrodenleitungen 20 und 22 miteinander in Kontakt kommen. Somit ist der druckempfindliche Sensor gemäß dieser bevorzugter Ausführungsform der Erfindung im wesentlichen immer in der Lage, eine äußere Kraft zu erfassen. Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, ist an einem Längsende des Gehäuses 12 ein Träger 30 vorgeshen. Die Breite des Trägers 30 ist gleich dem Außendurchmesser des Gehäuses 12 oder etwas größer. Die Dicke des Trägers 30 ist geringer als der Außendurchmesser des Gehäuses 12. Der Träger 30 ist somit plättchenförmig und z. B. aus hartem, isolierenden Kunstharzmaterial hergestellt. Der oben genannten Widerstand 24 ist auf dem Gehäuse 12 relativ zum Längsbereich des Trägers 30 (in der Richtung des Pfeils A in 2) vorgesehen. Zwei Paare vertikaler Wände 32 und 34 sind an der Gehäuseseitenfläche relativ zum Längsbereich des Trägers 30 parallel zur Querrichtung des Trägers 30 vorgesehen. Die Abstände zwischen den vertikalen Wänden 32 und 34 sind derart eingestellt, daß sie gleich oder größer als der Abstand sind, der es ermöglicht, daß Leitungen 36 und 38 angeordnet werden können, die von den Längsenden der Elektrodenleitungen 18 und 20 und von beiden Enden des Widerstandes 24 hervorstehen.
Ein Paar Kontaktstücke 40, die als Verbindungselemente dienen, sind zwischen den vertikalen Wänden 32 und 34 auf der Vorderseite des Trägers 30 (d. h. auf der Seite, auf der der Widerstand 24 angeordnet ist) vorgesehen sind. Jedes der Kontaktstücke 40 ist ein dünnes, flaches Plättchen aus einem leitfähigen Material, wie Metall. Falls die Elektrodenleitung 18 und die Leitung 36 in die vertikale Wand 32 eingepaßt sind und mit einem der Kontaktstücke 40 in Kontakt stehen, fließt zwischen der Elektrodenleitung 18 und der Leitung 36 Strom. Falls die Elektrodenleitung 20 und die Leitung 38 mit dem anderen Kontaktstück 40 in Kontakt stehen, während die Leitung 20 und die Leitung 38 zwischen den vertikalen Wänden 32 und 34 angeordnet sind, fließt zwischen der Elektrodenleitung 20 und der Leitung 38 Strom. Somit ist die Elektrodenleitung 18 mit der Elektrodenleitung 20 mittels des Widerstandes 24 verbunden.
An beiden Enden des Kontaktstücks 40 ist jeweils ein breiter Stemmbereich ausgebildet. Die Kontaktstücke 40 können an dem Träger 30 derart befestigt werden, daß die Elektrodenleitungen 18, 20 und die Leitungen 36, 38 miteinander in elektrisch leitendem Kontakt stehen, indem die Stemmbereiche 42 verstemmt und verschweißt werden, so daß diese die Elektrodenleitungen 18, 20 oder die Leitungen 36, 38 umgeben.
Auf der anderen Seite sind ein Paar vertikaler Wände 48 und eine vertikale Wand 50 zwischen den vertikalen Wänden 48 parallel zur Rückfläche des Trägers 30 in dessen Längsrichtung vorgesehen. Der Abstand zwischen den vertikalen Wänden 48 und 50 ist so groß, daß die Elektrodenleitungen 16 und 22 angeordnet werden können. Der Abstand zwischen den vertikalen Wänden 48 und 50 auf der Leitungenseite ist größer als zwischen den Elektrodenleitungen 16 und 22. Der leitfähige Bereich 52 der Leitung 26, der größer als die Elektrodenleitungen 16, 22 ist, kann zwischen den vertikalen Wänden 48 und 50 angeordnet werden.
Vertikale Wände 58 sind an beiden Seiten des Trägers 30 in dessen Querrichtung relativ zu den vertikalen Wänden 48 und 50 angeordnet. Die vertikalen Wände 58 stehen mit dem Gehäusebereich der Leitung 26 in Kontakt, wobei der leitfähige Bereich 52 zwischen den vertikalen Nuten 48 und 50 ausgebildet ist. Aufgrund der vertikalen Wand 58, die mit dem Gehäusebereiche der Leitung 26 in Kontakt steht, wird eine zu starke Verbiegung des leitfähigen Bereichs 52 in solchen Bereichen vermieden, die von dem Gehäuse nicht bedeckt sind.
Ein Paar Kontaktstücke 44, die als Verbindungselemente dienen, sind zwischen den vertikalen Wänden 48 und 50 vorgesehen. Jedes Kontaktstück 44 ist ein schmales, dünnes Plättchen aus einem leitfähigen Material, wie Metall, wie im Fall des oben beschriebenen Kontaktstücks 40. Ein Stemmbereich 46, der dem Stemmbereich 42 des Kontaktstücks 40 entspricht, ist an jedem Ende des Kontaktstücks 44 ausgebildet. Durch Verstemmen und Verschweißen der Stemmbereiche 46 derart, daß diese die Elektrodenleitungen 16, 22 oder die leitfähigen Bereiche 52, die Elektrodenleitungen 16, 22 und deren leitfähige Bereiche 52 umschließen, kann der Träger 30 befestigt werden, während die Leitungen 16, 22 und der leitfähige Bereich 52 miteinander in elektrisch leitendem Kontakt stehen.
Die vertikalen Wände 32, 34 und 48, 15 sind derart ausgebildet, daß der Stemmbereich 46 des Kontaktstücks 44 nicht derart angeordnet ist, daß der Stemmbereich 42 des Kontaktstücks 44 in Querrichtung des Trägers 30 verläuft und der Stemmbereich 46 relativ zum Stemmbereich 42 in Querrichtung des Trägers 30 verformt wird.
Ferner ist eine Mehrzahl von Ausnehmungen 54, 56 in Querrichtung im Träger 30 vorgesehen. Ein offenes Ende der Ausnehmung 54 liegt dem Stemmbereich 42 gegenüber (das bedeutet, daß beim Hindurchblicken durch die Ausnehmung 54 von derem anderen Ende her der Stemmbereich 42 gesehen werden kann). Ein offenes Ende der Ausnehmung 56 liegt dem Stemmbereich 46 gegenüber (das bedeutet, daß beim Hindurchblicken durch die Ausnehmung 56 von derem anderen Ende her der Stemmbereich 46 gesehen werden kann). Wie oben beschrieben, wird der Stemmbereich 46 entlang der Querrichtung des Trägers 30 relativ zum Stemmbereich 42 verformt, und die Ausnehmung 46 wird entlang der Querrichtung des Trägers 30 relativ zur Ausnehmung 54 verformt. Aufgrund dessen überlappt die Ausnehmung 56 die Ausnehmung 54 nicht, und die anderen offenen Endbereiche der Ausnehmungen 54 und 56 liegen dem Stemmbereich 46 bzw. 42 nicht gegenüber.
Ein Abstandhalter 60, der als Eingriffsbereich dient, ist derart vorgesehen, daß er vom Ende des Trägers 30 auf der Seite des Sensorhauptkörpers 11 hervorsteht. Wie aus 4 ersichtlich, ist der Abstandshalter 60 im Querschnitt kreuzförmig. Der Abstandshalter 60 verläuft derart konisch, daß seine Dicke (d. h. die Breite in Richtung des Pfeils C in 4) in Richtung zur Spitze (in Richtung des Pfeils B in 4) hin abnimmt. Die Breite am hinteren Endbereich des Abstandshalter 60 entspricht der Breite der Kreuzausnehmung 14. Wenn der Abstandshalter 60 in die Kreuzausnehmung 14 der Buchse des Gehäuses 12 eingeführt wird, bis der Seitenendbereich des Trägers 30 den Endbereich des Gehäuses 12 berührt, füllt der Abstandshalter 60 die Kreuzausnehmung 14 aus. Selbst wenn das Gehäuse 12 in Querrichtung zum Abstandshalter 60 gedrückt wird, wenn dieser eingesteckt ist, wird von dem Abstandshalter 60 vermieden, daß die Leitungen 16 bis 22 miteinander in Kontakt kommen. Bei dem druckempfindlichen Sensor 10 wird somit der Bereich der Buchse des Gehäuses 12, in die der Abstandshalter 60 eingesteckt wird, zum Totbereich.
Ferner ist, wie aus den 1 bis 3 ersichtlich, eine Dichtung 62 im Anschlußbereich des Gehäuses 12 ausgebildet. Die Dichtung 62 ist aus einem isolierenden Material, wie aus thermoplastischem Kunstharz oder Kautschukmaterial, das beim Erhitzen flüssig wird. Die Dichtung 62 bedeckt den Bereich in der Nähe des Anschlußbereichs des Gehäuses 12, den gesamten Bereich des Trägers 30 und den Bereich der Leitung 26 in der Nähe des Trägers 30. Der Anschlußbereich des Gehäuses 12 als auch der Träger 30 sind somit abgedichtet. (Im folgenden wird ein Fall beschrieben, bei dem ein synthetisches Kunstharzmaterial als Material für die Dichtung 62 verwendet wird. Dies bedeutet jedoch nicht, daß nicht auch andere Materialien, wie Kautschukmaterialien, für die Dichtung 62 verwendet werden können.) Die Dichtung 62 ist vom Bereich in der Nähe des Anschlußbereichs des Gehäuses 12 bis zum Bereich der Leitung 26 in der Nähe des Trägers 30 vorgesehen und nach dem Schmelzen des synthetischen Kunstharzmaterials ausgehärtet, wie weiter unten detailliert beschrieben. Aufgrund dessen dringt das synthetische Kunstharzmaterial selbst in kleinste Öffnungen um den entsprechenden Bauteilen, wie dem Widerstand 24, herum ein, so daß die entsprechenden Bauteile an ihren vorbestimmten Positionen gehalten werden.
Wie aus den 5 und 6 ersichtlich, ist am anderen Längsende des Gehäuses 12 ein Träger 64 vorgesehen. Wie der Träger 30, ist der Träger 64 ein dünnes plättchenförmiges Bauteil, dessen Breite gleich dem Außendurchmesser des Gehäuses 12 oder etwas größer und dessen Dicke geringer als der Außendurchmesser des Gehäuses 12 ist. Der Träger 64 ist z. B. aus einem harten und isolierenden Kunstharzmaterial hergestellt. Eine vertikale Wand 68, die zwischen einem Paar vertikaler Wände 66 vorgesehen ist, ist parallel zur Längsrichtung des Trägers 64 auf dessen Vorderseite vorgesehen. Der Abstand zwischen den vertikalen Wänden 66 und 68 ist derart eingestellt, daß dieser nicht geringer als ein solcher Abstand ist, der es ermöglicht, daß die anderen Längsenden der Elektrodenleitungen 16 und 20 angeordnet werden können. Ein dünnes, plättchenförmiges Kontaktstück 70 ist am Träger 64 vorgesehen, um als Verbindungselement zu dienen. Das Kontaktstück 70 ist im wesentlichen U-förmig und aus einem leitfähigen Material, wie Metall hergestellt. Die beiden Enden des U-förmigen Stücks 70 sind zwischen den vertikalen Wänden 66, und 68 angeordnet. Breite Stemmbereiche 72 sind an beiden Enden des Kontaktstücks 70 vorgesehen und mit dem Träger 64 mit den Elektrodenleitungen 16 und 20 elektrisch leitend durch Verstemmen und Verschweißen der Stemmbereiche 72 verbunden, so daß die Elektrodenleitungen 16 und 20 vollkommen eingefaßt sind.
Eine zwischen dem Paar vertikaler Wände 80 vorgesehene vertikale Wand 82 ist parallel zur Längsrichtung des Trägers 64 auf dessen Rückseite vorgesehen. Der Abstand zwischen den vertikalen Wänden 80 und 82 ist derart eingestellt, daß er nicht weniger als ein solcher Abstand beträgt, der die Anordnung der Längsenden der Elektrodenleitungen 18 und 22 erlaubt. Ein Kontaktstück 74, das als Verbindungselement dient, ist auf der Rückseite des Trägers 64 vorgesehen. Das Kontaktstück 74 kann an dem Träger 64 mit den Elektrodenleitungen 18 und 20 elektrisch leitend verbunden werden, indem die Stemmbereiche 76, die an dem Kontaktstück 74 vorgesehen sind, derart verstemmt und verschweißt werden, daß sie die Elektrodenleitungen 18 und 22 umfassen.
Dabei werden die vertikalen Wände 66, 68 und 80, 82 derart ausgebildet, daß der Stemmbereich 76 des Kontaktstücks 74 nicht derart angeordnet ist, daß der Stemmbereich 76 dem Stemmbereich 72 des Kontaktstücks 70 in Querrichtung des Trägers 60 gegenüberliegt, sondern daß der Stemmbereich 76 in Querrichtung des Trägers 74 relativ zum Stemmbereich 72 verformt wird.
Eine Mehrzahl Ausnehmungen 84 und 86 ist in dem Träger 64 in Querrichtung ausgebildet. Eine Öffnung der Ausnehmung 84 liegt dem Stemmbereich 72 in Öffnungsrichtung gegenüber (das heißt, daß beim Hindurchblicken durch die Ausnehmung 84 von deren anderen Seite her der Stemmbereich 72 gesehen wird). Eine Öffnung der Ausnehmung 86 liegt dem Stemmbereich 76 gegenüber (das heißt, daß beim Hindurchblicken durch die Ausnehmung 86 von deren anderen Seite her der Stemmbereich 76 gesehen werden kann). Wie oben beschrieben, wird der Stemmbereich 76 in Querrichtung des Trägers 64 relativ zum Stemmbereich 72 verschoben, wobei die Ausnehmung 86 in Querrichtung des Trägers 64 relativ zur Ausnehmung 84 verschoben wird. Die Ausnehmungen 84 und 86 überlappen einander nicht.
Zusätzlich ist ein Abstandhalter 60 am Seitenendbereich des Trägers 64 ausgebildet. Der Abstandshalter 60 wird in die Ausnehmung 14 eingesteckt. Eine Dichtung 62 ist in der Nähe des anderen Anschlußbereichs der Gehäuses 12 und um dem Träger 64 herum vorgesehen. Die Dichtung 62 dichtet den anderen Anschlußbereich des Gehäuses 12 und den Träger 64 ab, wobei das Gehäuse 12 mit dem Träger 64 einstückig ausgebildet ist.
Als nächstes wird der Zusammenbau des Sensors 10 beschrieben. Die Funktionen und Vorteile dieser Ausführungsform werden ebenfalls beschrieben.
Beim Zusammenbau des druckempfindlichen Sensors 10 werden die Enden eines Paars von Leitungenn 26 zwischen den vertikalen Enden 48 und 50 auf dem Stemmbereich 46 des leitfähigen Paars 44 angeordnet, bevor der Bereich 46 verstemmt wird. In diesem Zustand wird, wie aus 10 ersichtlich, eine Elektrode 90 zum Widerstandpreßschweißen in die Nähe des Stemmbereichs 46 und der Leitung 26 von der Seite gegenüber dem Träger 30 her gebracht. Gleichzeitig wird eine mit der Elektrode 90 verbundene Elektrode 88 zum Widerstandspreßschweißen in die Nähe des Stemmbereichs 46 und der Leitungen 26 durch die andere Ausnehmung hindurch in das Innere der Ausnehmung 56 entsprechend dem Stemmbereich 46 gebracht. Der Stemmbereich 46 und die Enden der Leitungen 26 werden zwischen den Elektroden 90 und 88 gehalten, zwischen denen ein Strom fließt. Durch die entstehende Hitze werden der Stemmbereich 46 und die Endbereiche der Leitungen 26 miteinander verschweißt, so daß sie schließlich einstückig ausgebildet sind.
Wie aus 11 ersichtlich, wird die Elektrode 88 in der Nähe des Stemmbereichs 42 und der Leitungen 36 oder 38 des Widerstands 24 von der Seite gegenüber dem Träger 30 her angeordnet. Gleichzeitig wird die Elektrode 90 in der Nähe des Stemmbereichs 42 und der Leitungen 36 oder 38 angeordnet. Der Stemmbereich 42 und die Leitungen 36 oder 38 werden zwischen den Elektroden 88 und 90 gehalten, zwischen denen ein Strom fließt. Durch die entstehende Hitze werden der Stemmbereich 42 und die Leitungen 36 oder 38 miteinander verschweißt, so daß sie dann einstückig miteinander ausgebildet sind.
Bei dem Träger 30, der, wie beschrieben, mit der Leitung 36 und dem Widerstand 24 versehen ist, wird der Abstandshalter 60 von einem Längsende des Sensorhauptkörpers 11 her in die Kreuzausnehmung 14 eingeführt. Wenn der Abstandshalter 60 in die Kreuzausnehmung 14 eingeführt wird, bis der Seitenendbereich des Trägers 30 mit dem Endbereich des Sensorhauptkörpers 11 in Kontakt tritt, wird die Kreuzausnehmung 14 von dem Abstandshalter 60 in der Nähe des Endes des Sensorhauptkörpers 11 ausgefüllt. In diesem Zustand wird der Abstandshalter 60 von dem Gehäuse 12 in der Kreuzausnehmung 14 unterstützt, wodurch ein Verkippen des Abstandshalters 60 relativ zur Axialrichtung des Gehäuses 12 und ein Verschieben des Abstandshalters 60 in radialer Richtung des Gehäuses 12 vermieden wird. Dabei werden Elektrodenleitungen 16 und 22 zwischen den vertikalen Wänden 32 und 34 und auf dem Stemmbereich 42 des Kontaktstücks 40 vor dem Verstemmen angeordnet. Dabei wird die Elektrode 88 zum Widerstandspreßschweißen in der Nähe des Stemmbereichs 42 und entweder der Elektrodenleitung 16 oder 22 von der Seite gegenüber dem Träger 30 her angeordnet. Außerdem wird die Elektrode 90 zum Widerstandspreßschweißen in der Nähe des Stemmbereichs 42 und entweder der Elektrodenleitung 16 oder 22 angeordnet, indem die Elektrode 90 in das Innere der Ausnehmung 54 eingeführt wird. Der Stemmbereich 42 und entweder die Elektrodenleitung 16 oder 22 werden zwischen den Elektroden 88 und 90 gehalten. Unter Verwendung der Haltekraft wird der Stemmbereich 42 verstemmt. Dann fließt zwischen den Elektroden 88 und 90 Strom. Unter Verwendung der damit erzeugten Hitze werden der Stemmbereich 42 und entweder die Elektrodenleitung 16 oder 22 miteinander verschweißt (siehe 12).
Praktisch gleichzeitig mit dem Anbringen der Elektrodenleitungen 16 und 22 an den Träger 30 werden die Elektrodenleitungen 18 und 20 zwischen den vertikalen Wänden 48 und 50 angeordnet. Wie im Fall des oben beschriebenen Schweißschritts, wird der Stemmbereich 42 des Kontaktstücks 40 mithilfe der Elektroden 88 und 90 verstemmt und verschweißt. Die Elektroden 16 und 22 sind somit mit dem Träger 30 fest verbunden.
Bei dem druckempfindlichen Sensor 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform steht der Abstandshalter 60 von dem Träger 30 ab. Dadurch wird beim Einstecken des Abstandshalters 60 in die Kreuzausnehmung 14 der Träger 30 gleichzeitig an dem Sensorhauptkörper 10 befestigt. Nebenbei ist, wie oben ausgeführt, dadurch daß der Abstandshalter 60 in die Kreuzausnehmung 14 eingesteckt ist, der Träger 30 mit dem Gehäuse 12 im wesentlichen einstückig ausgebildet. Dadurch ist die Stabilität des Trägers 30 während des Betriebs verbessert und die Arbeitseffizienz ist erhöht. Ferner sind, da die Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22, der Widerstand 24 und die Leitung 26 fest mit dem Träger 30 verbunden sind, die flexiblen und sehr dünnen Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22, der Widerstand 24 und die Leitung 26 aufgrund der Verbindung stabil angeordnet. Auf diese Weise wird die Arbeitseffizienz ebenfalls verbessert. Ferner ist, auch wenn der Abstandshalter 60 nicht eingesteckt ist, der Träger 30 im wesentlichen fest mit dem Gehäuse 12 verbunden. Daher sind die Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22, der Widerstand 24 und die Leitung 26 auch dann stabil angeordnet, wenn der Abstandshalter 60 nicht eingesteckt ist. Somit ist es möglich, Defekte, wie einen Bruch der Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22, des Widerstands 24 der Leitung 26 und ähnlicher Bauteile zu vermeiden, während z. B. der druckempfindliche Sensor transportiert wird, nachdem der Verbindungsschritt fertiggestellt wurde. Somit ist die Qualität des Produktes verbessert.
Da das Widerstandspreßschweißen durchgeführt wird, indem die Elektroden 88 und 90 jeweils in eine der Ausnehmungen 54 oder 56 in dem Träger 30 eingeführt werden, ist es nicht erforderlich, einen Bereich des Trägers 30 bereitzustellen, der leitfähig ist, um auf diese Weise die Herstellung des Trägers 30 zu erleichtern. Außerdem ist es, da die Haltekraft der Elektroden 90 und 88 nicht auf den Träger 30 wirken, nicht erforderlich, daß die Festigkeit des Materials für den Träger 30 besonders hoch ist, so daß eine größere Bandbreite für die Auswahl der Materialien für den Träger 30 zur Verfügung steht. Ferner ist der Stemmbereich 46 des Kontaktstücks 44 in Querrichtung des Trägers 30 relativ zum Stemmbereich 42 des Kontaktstücks 40 verschiebbar, und die Ausnehmung 46 ist in der Querrichtung des Trägers 30 relativ zur Ausnehmung 44 entsprechend verschiebbar. Die Ausnehmungen 54 und 56überlappen einander nicht. Daher hindern, falls die Elektrode 88 oder 90 von der anderen Seite der Ausnehmungen 54 und 56 eingesteckt ist, der Stemmbereich 46 und 42 auf der anderen Seite der Ausnehmung ein Einstecken der Elektrode 88 oder 90 nicht. Somit ist der Schweißschritt vereinfacht. Bei dem anderen Anschlußbereich des Sensorhauptkörpers 11 wird der Abstandshalter 60 in die Kreuzausnehmung 40 eingesteckt, und die Elektrodenleitungen 16 und 20 werden zwischen den vertikalen Wänden 66 und 68 angeordnet. Der Stemmbereich 72 des Kontaktstücks 70 wird dann verstemmt und verschweißt, so daß die Elektrodenleitungen 16 und 20 und der Träger 64 befestigt werden und die vertikale Wand 66 und die vertikale Wand 68 miteinander in elektrisch leitenden Kontakt kommen. Praktisch gleichzeitig mit der Befestigung der Elektrodenleitungen 16 und 20 werden die Elektrodenleitungen 18 und 22 zwischen den vertikalen Wänden 80 und 82 angeordnet, und der Stemmbereich 72 des Kontaktstücks 70 wird verstemmt und verschweißt. Dann werden die Elektrodenleitungen 18 und 22 thermisch auf dem Kontaktstück 40 befestigt, um somit die Elektrodenleitungen 18 und 20 mit dem Träger 64 zu verbinden und einen elektrischen Kontakt zwischen den Elektrodenleitungenn 18 und 22 herzustellen. Dieses Verfahren ist im wesentlichen das gleiche, wie das zum Anbringen des Trägers 30. Es können die gleichen Funktionen erzielt werden, wie oben beschrieben, und es werden im wesentlichen auch die gleichen Vorteile erzielt.
Als nächstes werden in diesem Zustand der Bereich in der Nähe des Anschlußbereichs des Längsendes des Sensorhauptkörpers 11, der gesamte Träger 30 und der Bereich der Leitungen 26 in der Nähe des Trägers 30 in eine Form, wie z. B. eine Hohlzylinderform (nicht gezeigt), gebracht. Ein isolierendes, thermoplastisches Kunstharzmaterial für die Dichtung 62 wird in die Form eingespritzt, während ein Druck aufgebracht wird, der zum Formen des Kunstharzmaterials geeignet ist (mithilfe eines Spritzgießverfahrens oder mittels Preßspritzen). Dabei wirkt der Druck des synthetischen Kunstharzmaterials derart, daß das Gehäuse 12 im Anschlußbereich des Sensorhauptkörpers in radialer Richtung nach innen gedrückt wird. Der Abstandshalter 60 wird in die Kreuzausnehmung 14 im Anschlußbereich des Sensorhauptkörpers 11 eingesteckt. Somit kommen, selbst falls das Gehäuse 12 elastisch verformt wird, die Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22 nicht in elektrisch leitenden Kontakt miteinander. Da der Endbereich der Kreuzausnehmung 14 durch das Einstecken des Abstandshalters 60 verschlossen wird, wird ein Eindringen des Kunstharzmaterials in die Kreuzausnehmung 14 stark beschränkt oder vollkommen verhindert. Somit wird abgesehen vom Anschlußbereich des Sensorhauptkörpers 11 kein Totbereich ausgebildet, der nicht als Sensor wirkt, wodurch die Verläßlichkeit der Vorrichtung verbessert ist.
Zusätzlich wird gleichzeitig oder annähernd gleichzeitig mit dem Gießverfahren unter Verwendung des synthetischen Kunstharzmaterials, wie oben beschrieben, auch am anderen Anschlußbereich des Sensorhauptkörpers 11 ein Gießverfahren durchgeführt. Im letzteren Fall werden die gleichen Funktionen und die gleichen Vorteile, wie oben, erzielt.
Wie oben erläutert, wird der Endbereich der Kreuzausnehmung 14 vollständig von der Dichtung 62 abgedichtet. Somit können keine Fremdmaterialien, wie Wassertropfen, eindringen, wodurch eine Fehlfunktion verhindert wird. Da die Träger 30 und 64 von der Dichtung 62 eingeschlossen sind, können Tropfen oder ähnliches nicht an den Verbindungsbereichen z. B. der Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22 anhaften, wodurch Fehlfunktionen und Korrosion verhindert wird. Das synthetische Kunstharzmaterial für die Dichtung 62 ist vor dem Abkühlen und Aushärten flüssig und kann somit in alle Öffnungen (wie die zwischen dem Widerstand 24 und dem Träger 30) eindringen. Wenn das synthetische Kunstharzmaterial ausgehärtet ist, kann die Dichtung 62 selbst die entsprechenden Bauteile, wie den Widerstand 24, mit dem Träger 30 fest verbinden, so daß die Haltbarkeit der Vorrichtung verbessert ist. Die Dichtung 62 wird ausgebildet, indem lediglich eine vorbestimmte Menge des synthetischen Kunstharzmaterials in die Form eingefüllt wird. Somit ist auch in diesem Sinne eine hohe Arbeitseffizienz erzielbar.
Wie oben beschrieben, wird zum Ausbilden der Dichtung 62 Kunstharzmaterial in die Form eingespritzt. Aufgrund dessen wirkt der Druck zum Einspritzen des synthetischen Kunstharzmaterials ebenfalls auf die Elektrodenleitungen 16, 18, 22 und 23 ein, so daß diese sowie der Widerstand 25 verschoben werden können. Am Längsende des Gehäuses 12 sind die Elektrodenleitungen 18, 20, der Widerstand 26 und die Elektrodenleitungen 16 und 22 von dem Träger 30 gehalten und voneinander getrennt. Die Enden der Elektrodenleitungen 18 und 20 am Längsende des Gehäuses 12 kommen somit mit den Elektrodenleitungen 16 und 20 nicht in Kontakt, so daß kein Kurzschluß entsteht.
Dementsprechend sind am anderen Längsende des Gehäuses 12 die Elektrodenleitungen 16, 20 und 18 und 22 von dem Träger 64 gehalten und voneinander getrennt. Die Enden der Elektrodenleitungen 18 und 20 am Längsende des Gehäuses 12 können somit mit den Elektrodenleitungen 16 und 22 nicht in elektrisch leitenden Kontakt kommen, so daß kein Kurzschluß entsteht.
Da somit Kurzschlüsse vermeidbar sind, ist eine gleichbleibende Produktqualität erzielbar. Es werden somit keine fehlerbehafteten Produkte hergestellt, was die Herstellungskosten mindert. Dies erleichtert die Massenherstellung, was ebenfalls die Herstellungskosten vermindert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das thermisch geschmolzene synthetische Kunstahrzmaterial in die Form eingespritzt, und durch das Abkühlen des Materials wird die Dichtung 62 ausgebildet. Das Verfahren zum Ausbilden der Dichtung 62 ist jedoch nicht auf ein solches Verfahren beschränkt. Die Dichtung 62 kann z. B. durch Einfüllen eines thermisch aushärtbaren synthetischen Kunstharzmaterials in die Form nach Heizen und Aushärten des Materials gebildet werden. Sogenannte Tauchverfahren können ebenfalls angewandt werden. Dabei wird ein Bereich, in dem die Dichtung 62 ausgebildet werden soll, z. B. in ein synthetisches Kunstharzmaterial oder in ein Kautschukmaterial, das flüssig, gelartig, oder pastös ist, eingetaucht und dann wieder herausgezogen. Das synthetische Kunstharz oder der Kautschuk, die in dem Bereich anhaften, härten dann aus oder gelieren.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Abstandshalter 60 mit einem kreuzförmigen Querschnitt verwendet. Die Form des Abstandshalters 60 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Abstandshalter 60 kann z. B. im Querschnitt im wesentlichen zylindrisch oder auch konisch sein, falls der Abstandshalter 60 nur in den Zentralbereich der Kreuzausnehmung 14 eingesteckt wird. Vier Abstandshalter 60 mit im wesentlichen zylindrischer Form, im wesentlichen konischer Form, als schmale Platte oder mit Blockform können in den entsprechenden Endbereichen der Kreuzaunehmung 14 ausgebildet und in diese eingesteckt werden. Der Abstandshalter kann plattenförmig (wie z. B. in 13 gezeigt) sein. Wird der Abstandhalter mit solche einer Formen gebildet, kann er leichter eingesteckt werden, und der Träger 30 kann somit bei eingestecktem Abstandhalter 60 seine Funktion besser ausübern, und die Herstellungskosten für den Träger 30 sind somit verringert.
Ferner sind erfindungsgemäß die Elektrodenleitungen 16 bis 22 innerhalb des Gehäuses 12 spiralförmig angeordnet. Wie z. B. aus 13 ersichtlich, kann der Sensorhauptkörper 11 durch einen Sensorhauptkörper 102 ersetzt sein, wodurch dünne und lange plattenförmige Elektrodenplatten 104 und 106 derart angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen und zwischen ihnen eine Öffnung gebildet ist, und ein plattenförmiger Abstandshalter 108 entsprechend der Öffnung zwischen den Elektrodenplatten 104 und 106 kann eingesteckt werden.
Wie aus 13 ersichtlich, ist bei dieser modifizierten Ausführungsform der Träger von dem Abstandhalter 108 getrennt ausgebildet. Diese getrennte Struktur erfordert einen geringeren Arbeitsaufwand als die einstückige Struktur. Diese getrennte Struktur weist einen derartigen Vorteil auf, daß der Abstandshalter 108 mit verschiedenen Formen und der Träger 30 mit verschiedenen Größen und Formen frei gewählt werden können, abhängig von den jeweiligen Anforderungen, was mit einer Struktur, bei der der Träger 30 mit dem Abstandshalter 108 einstückig ausgebildet ist, nicht möglich ist.
Ferner sind bei der vorliegenden Ausführungsform die Enden der Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22 durch Widerstandspreßschweißen mit den Kontaktstücken 40, 44, 70 und 74 verbunden, während ein elektrischer Kontakt zwischen ihnen durch Verlöten erzielt wird. Die Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22 können mithilfe der Kontaktstücke 40, 44, 70 und 74 in Serie miteinander verbunden werden. Alternativ dazu können die Enden der Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22 direkt durch Verlöten miteinander verbunden werden, so daß die Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22 ebenfalls in Serie miteinander verbunden sind.
Ein Teil oder die gesamte Dichtung 62 oder Bereiche in der Nähe der Dichtung 62 und des Gehäuses 12 können mit einem Verstärkungsmittel bedeckt sein, daß eine höhere Festigkeit des Materials bzw. der Struktur als die oben beschriebene Dichtung 62 aufweist. Das Verstärkungsmittel kann auch in die Dichtung 62 eingebracht werden, wodurch deren Festigkeit verbessert ist.
Im folgenden wird eine andere Ausführungsform der Erfindung erläutert, bei der solch ein Verstärkungsmittel verwendet wird. Dabei werden gleiche Bereiche bzw. Bauteile mithilfe der gleichen Bezugszeichen benannt, und eine Widerholung der Beschreibung dieser Bereiche bzw. Bauteile erfolgt nicht.
Aus 14 ist ein Schnitt des Aufbaus des Endes eines druckempfindlichen Sensors 120 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung errsichtlich.
Wie aus 14 ersichtlich, weist der druckempfindliche Sensor 120 gemäß dieser Ausführungsform als Verstärkungsmittel eine dünne und im wesentlichen zylindrische Hülle 122 auf. Die Hülle 122 ist aus einem harten, auf Polyolephin basierenden Kunstharzmaterial hergestellt, wie Polyethylen, Polypropylen oder ähnlichem, das z. B. durch Bestrahlung vernetzbar ist. Die Innenwand der Hülle 122 ist mit der Außenwand der Dichtung 62 fest verbunden. Ein Endbereich der Hülle 122 steht in axialer Richtung relativ zum entsprechenden Endbereich der Dichtung 62 über. Der andere Endbereich der Hülle 122 weist einen geringeren Durchmesser als der Restbereich auf. In 14 ist die Anordnung der Hülle 122 vor dem Erhitzen mittels einer Strich-Punkt-Linie gezeigt. Der Innendurchmesser der Hülle 122 vor dem Erhitzen ist größer als der Außendurchmesser der Dichtung 62. Durch Erhitzen der Hülle 122 wird diese im wesentlichen in Querrichtung zusammengezogen, was dazu führt, daß sowohl der Innendurchmesser als auch der Außendurchmesser verringert werden. Dementsprechend liegt der Innenbereich der Hülle 122 nach dem Erhitzen am Außenbereich der Dichtung 62 bzw. des Gehäuses 12 an. Die Hülle 122 wird somit aus einem sogenannten thermokontrahierbaren synthetischen Kunstharzmaterial hergestellt. Bei dem druckempfindlichen Sensor 120 mit dem oben beschriebenen Aufbau wird auch der Grenzbereich zwischen dem Gehäuse 12 und der Dichtung 62 abgedichtet, wodurch die Dichtungseigenschaften der Dichtung 62 weiter verbessert sind. Im Bereich des Gehäuses 12 weist die Hülle 122 einen geringeren Durchmesser als im Bereich der Dichtung 62 auf. Somit kann in diesem Zustand die Hülle 122 auch nicht in axialer Richtung der Dichtung 62 und des Gehäuses 12 verschoben werden, wodurch die Hülle 122 vor einem Ablösen geschützt ist.
Die Hülle 122 weist nach dem Erhitzen eine größere Festigkeit als die Dichtung 62 auf, wie oben beschrieben. Somit werden die Verbindungsbereiche der Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22, der Widerstand 24 und die Leitungen 38 von der Dichtung 62 noch besser gehalten. Somit werden Leitungsbrücke oder Leitungsunterbrechnungen der Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22 aufgrund eines Stoßes oder ähnlichem beim Einbauen des druckempfindlichen Sensors 120 verhindert.
Bei dieser Ausführungsform wird für die Hülle 122 als Verstärkungsmittel ein auf Polyolephin basierendes synthetisches Kunstharzmaterial verwendet, das mittels Bestrahlung vernetzbar ist. Das Material für das Verstärkungsmittel ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Verstärkungsmittel soll eine höhere Festigkeit als die Dichtung 62 betreffend deren Struktur und deren Material aufweisen. Es ist nicht erforderlich, daß das synthetische Kunstharzmaterial für die Hülle 22 vernetzbar ist. Es kann somit auch ein anderes als ein auf Olephinen basierendes synthetisches Kunstharzmaterials für die Hülle 122 verwendet werden. Es kann z. B. ein Hartgummimaterial oder auch ein Metallmaterial für die Hülle 122 verwendet werden.
Bei dieser Ausführungsform ist nur ein Verstärkungsmittel, nämlich die Hülle 122, vorgesehen. Es kann jedoch eine Mehrzahl von Verstärkungsmitteln vorgesehen sein, die zusammen als Verstärkungsmittel zu dienen. Eine solche Kombination einer Mehrzahl von Verstärkungsmitteln wird im folgenden anhand der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erläutert.
Aus 15 ist ein Schnitt der Struktur des Anschlußbereichs eines druckempfindlichen Sensors 140 gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich.
Wie aus dieser Figur ersichtlich, weist der druckempfindliche Sensor 140 gemäß dieser Ausführungsform eine als Verstärkungsmittel dienende Hülle 142 sowie eine Röhre 144 auf, die als zusätzliches Dichtungsmittel dient. Somit weist das Verstärkungsmittel die Hülle 142 (Verstärkungsmittel) und die Röhre 144 (zusätzliches Dichtungsmittel) auf.
Die Hülle 142 ist aus einer dünnen Metallröhre gebildet. Der Innendurchmesser der Hülle 142 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Dichtung 62, so daß die Hülle 142 die Dichtung 62 aufnehmen kann. Die Festigkeit der Hülle 142 ist größer als die der aus einem synthetischen Kunstharz gebildeten Dichtung 62. Der mittlere Bereich der Hülle 142 wird radial nach innen gedrückt, so daß eine Hervorstehung 146 gebildet wird, die in die Dichtung 62 eingreift, wodurch verhindert wird, daß sich die Hülle 142 von der Dichtung 62 ablösen kann.
Die Röhre 144 ist aus einem auf Polyolephin basierenden synthetischen Kunstharzmaterial gebildet, das mithilfe von Strahlung vernetzbar ist, wie im Fall der Hülle 122 des druckempfindlichen Sensors 120 gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Wenn die Röhre 144 erhitzt wird, zieht sie sich im wesentlichen in Querrichtung zusammen. Im Unterschied zur Hülle 122 des druckempfindlichen Sensors 120 gemäß der oben beschriebenen zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Röhre 144 am Außenbereich des Gehäuses 12 an einem Endbereich anstatt in der Mitte sowie am Endbereich der Hülle 142 am anderen Ende der Röhre 144 an.
Somit ist die Außenseite der Dichtung 62 von der Hülle 142 bedeckt. Somit können die Verbindungsbereiche der Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22, der Widerstand 24 und die Leitungen 36 und 38 in der Dichtung 62 noch fester gehalten werden. Somit werden Leitungsbrüche und Leitungsunterbrechnungen der Elektrodenleitungen 16, 18, 20 und 22 aufgrund eines Stoßes oder ähnlichem während des Einbaus des druckempfindlichen Sensors 120 noch besser vermieden.
Bei dem druckempfindlichen Sensor 140 gemäß der vorliegenden Ausführungsform liegt die Röhre 144 sowohl an der Hülle 142 als auch am Gehäuse 12 an, so daß der Grenzbereich zwischen der Dichtung 62 und dem Gehäuse 12 von der Röhre 144 abgedichtet wird. Die Dichtungseigenschaft der Dichtung 62 kann somit weiter verbessert sein.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen werden die Hülle 122 bzw. die Hülle 142 als Verstärkungsmittel außerhalb der ausgehärteten Dichtung 62 verwendet. Somit können die Verstärkungsmittel den Außenbereich der Dichtung 62 bedecken. Dabei kann eine dünne zylindrische Hülle, die als Verstärkungsmittel dienen soll und aus einem Metall hergestellt ist, wobei deren axiale Länge größer als die der Dichtung 62 ist, an einem Enden, das das Ende des Gehäuses 12 überragt, verstemmt werden. Das synthetische Kunstharzmaterial wird dann von der Öffnung her eingegeossen, die dem verstemmten Bereich gegenüberliegt. Das synthetische Kunstharzmaterial härtet dann in der zylindrischen Hülle aus, so daß die Dichtung 62 ausgebildet wird.

Claims

Druckempfindlicher Sensor mit: einem isolierenden hohlen Gehäuse (12) mit einem offenen Anschlußbereich, wobei das Gehäuse (12) von einer äußeren Kraft elastisch verformbar ist; einer Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22), die in dem Gehäuse (12) in einem Zustand gehalten werden, in dem sich wenigstens ein Längsende jeder Elektrode (16, 18, 20, 22) von dem Anschlußbereich des hohlen Gehäuses (12) aus erstreckt und die Elektroden (16, 18, 20, 22) im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Elektroden (16, 18, 20, 22) von einer äußeren, auf das hohle Gehäuse (12) einwirkenden Kraft derart verformbar sind, daß sie miteinander in elektrisch leitenden Kontakt kommen; einem in dem Anschlußbereich des hohlen Gehäuses (12) vorgesehenen isolierenden Abstandshalter (60), der mit der Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) in Kontakt steht und die Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) voneinander isoliert; und einer isolierenden Dichtung (62) aus einem elektrisch isolierenden aushärtbaren Material, das den Anschlussbereich des Gehäuses und den Abstandhalter umgibt und an dem Anschlußbereich des Gehäuses (12), den Elektroden (16, 18, 20, 22) und dem Abstandshalter (60) abdichtend ausgehärtet ist.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 1, der einen Träger (30) aufweist, der Verbindungsbereiche hält, die Verbindungsmittel und die Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) miteinander verbinden, wobei die Verbindungsmittel die Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) elektrisch leitend mit einem Bestimmungsmittel auf der Seite des Anschlußbereichs des Gehäuses (12) verbinden, wobei das Bestimmungsmittel bestimmt, ob die Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) miteinander in elektrisch leitenden Kontakt stehen.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 2, wobei der Träger (30) mit dem Abstandshalter (60) einstückig ausgebildet ist.
Herstellungsverfahren zum Abdichten eines Anschlussbereichs von einem druckempfindlichen Sensor, der ein durch eine externe Kraft deformierbares isolierendes hohles Gehäuse und eine Mehrzahl von Elektroden aufweist, die in dem Gehäuse im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei sich wenigstens ein Längsende jeder Elektrode (16, 18, 20, 22) von dem Anschlußbereich des hohlen Gehäuses aus erstreckt und die Elektroden (16, 18, 20, 22) von einer äußeren, auf das Gehäuse wirkende Kraft derart verformbar sind, dass sie miteinander in Kontakt kommen, wobei das Verfahren aufweist: Anordnen eines isolierenden Abstandshalters in dem Anschlussbereich des Gehäuses, sodass er mit der Mehrzahl der Elektroden in Kontakt kommt und die Mehrzahl der Elektroden (16, 18, 20, 22) voneinander isoliert, Bereitstellen eines elektrisch isolierenden aushärtbaren Materials an dem Anschlussbereich des Gehäuses und dem Abstandhalter, und Aushärten lassen des Materials und damit Abdichten des Anschlussbereichs des Gehäuses, der Elektroden und des Abstandhalters.
Herstellungsverfahren für einen druckempfindlichen Sensor nach Anspruch 4, wobei Trägerverbindungsbereiche vorgesehen werden, die ein Verbindungsmittel und die Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) mittels eines Trägers (30) verbinden, wobei die Verbindungsmittel die Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) mit einem Bestimmungsmittel von der Seite der Anschlußbereiche des Gehäuses (12) verbinden, wobei das Bestimmungsmittel bestimmt, ob die Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) einander elektrisch leitend berühren, und der Träger (30), das Gehäuse (12) und der Abstandshalter (60) mit der Dichtung (62) abgedichtet werden.
Herstellungsverfahren für einen druckempfindlichen Sensor nach Anspruch 5, wobei der Träger (30) mit dem Abstandshalter (60) einstückig ausgebildet ist, und der Träger (30) von den Anschlußbereichen her in den Raum zwischen der Mehrzahl von Elektroden (16, 18, 20, 22) derart eingesteckt ist, daß der Träger (30) in der Nähe der Anschlußbereiche angeordnet ist.
Druckempfindlicher Sensor mit: einem isolierenden hohlen Gehäuse (12), das von einer äußeren Kraft elastisch verformbar ist; wenigstens vier langgestreckten Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22), die innerhalb des Gehäuses (12) im wesentlichen rechtwinklig zur Längsrichtung des Gehäuses (12) im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei jede Elektrodenleitung (16, 18, 20, 22) Längsenden aufweist, die aus dem Gehäuse (12) herausgeführt sind, wobei die Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) zusammen mit dem Gehäuse (12) von einer äußeren Kraft, die auf das Gehäuse (12) einwirkt, derart verbogen werden, daß die Elektroden (16, 18, 20, 22) miteinander in Kontakt treten können; einem Widerstand (24), der an einem Längsende der Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) angeordnet ist und dessen beide Anschlüsse mit den beiden Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) der wenigstens vier Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) elektrisch leitend verbunden sind; Verbindungsbereichen zum Verbinden eines Längsendes der beiden Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22), die mit dem Widerstand (24) verbunden sind, mit den Längsenden einer der wenigstens zwei Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22), die nicht mit dem widerstand (24) verbunden sind, und zum Verbinden eines Längsendes der anderen der beiden Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22), die mit dem Widerstand (24) verbunden sind, mit einem Längsende des anderen der wenigstens zwei Elektroden (16, 18, 20, 22), die nicht mit dem Widerstand (24) verbunden sind; und einem isolierenden Träger (30), der auf einer Seite des Gehäuses (12) derart angeordnet ist, daß er dem Längsende der Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) zugeordnet ist, und die Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22), die mit dem Widerstand (24) verbunden sind, von den Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) abtrennt, die nicht mit dem Widerstand (24) verbunden sind, sowie die Längsenden der Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) hält.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 7, wobei ein Eingriffsbereich, der in das Gehäuse (12) eingreifen kann und den Träger (30) mit dem Gehäuse (12) verbindet, an dem Träger (30) vorgesehen ist.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 8, wobei der Eingriffsbereich isolierend ist und in das Gehäuse (12) von einem Endbereich des Gehäuses (12) her eingesteckt ist.
Druckempfindlicher Sensor nach einem der Ansprüche 7 oder 8, der eine Dichtung (62) zum Abdichten des Trägers (30) und eines Bereichs zwischen dem Träger (30) und dem Gehäuse (12) aufweist.
Druckempfindlicher Sensor nach Anspruch 7, wobei die Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) im wesentlichen spiralförmig innerhalb des Gehäuses (12) in dessen Längsrichtung vorgesehen sind.
Herstellungsverfahren für einen druckempfindlichen Sensor, bei dem wenigstens vier Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) in dem hohlen Gehäuse (12) in Richtung senkrecht zur ihrer Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) zusammen mit dem Gehäuse (12) von einer äußeren, auf das Gehäuse (12) einwirkenden Druck verbogen werden, so daß die Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) miteinander in Kontakt kommen; wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Herausführen der Endbereiche der Mehrzahl von Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) aus dem Gehäuse (12); Bereitstellen eines isolierenden Trägers (30) an einer Außenseite des Gehäuses (12) entsprechend wenigstens einem Endbereich der Mehrzahl von Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22), die aus dem Gehäuse (12) herausgeführt sind; Bereitstellen einer Mehrzahl elektrisch leitfähiger Verbindungsteile, die den beiden Endbereichen der Mehrzahl von Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) zugeordnet sind, wodurch der Täger eine Mehrzahl von Verbindungsteilen auf einer Seite hält, die dem Träger (30) aus der Mehrzahl von Verbindungsteilen zugeordnet ist, während die Verbindungsteile auf der dem Träger (30) entsprechenden Seite mit dem Träger (30) voneinander getrennt werden und die Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) von der Mehrzahl von Verbindungsteilen in Serie miteinander verbunden sind.
Herstellungsverfahren für einen druckempfindlichen Sensor nach Anspruch 12, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Verschieben der Mehrzahl von Verbindungsteilen auf der Seite, auf der der Träger (30) vorgesehen ist, in Richtungen, die quer zur Richtung stehen, in die die Endbereiche der Mehrzahl von Elektrodenleitungen (16, 18, 20, 22) auf der Seite, auf der der Träger (30) vorgesehen ist, aus dem Gehäuse (12) herausgeführt sind; Ausbilden einer Mehrzahl von Öffnungsbereichen in dem Träger (30), wobei die Öffnungsbereiche einen offenen Endbereich aufweisen, der einem der Mehrzahl von Verbindungselementen in einer Öffnungsrichtung gegenüberliegt und die anderen Öffnungsbereich auf einer Seite offen sind, die dem Verbindungselement mittels dem Träger (30) gegenüberliegen; und Annähern einer Elektrode (88) eines Schweißelektrodenpaars (88, 90) an ein Verbindungspaar der Mehrzahl der Verbindungsteile von einer Seite her, die dem Verbindungsteil gegenüberliegt, Einstecken einer anderen Schweißelektrode (90) in einen der Öffnungsbereiche, die dem zu schweißenden Verbindungsteil zugeordnet sind, so daß die andere Schweißelektrode (90) in die Nähe des zu schweißenden Verbindungsteils gebracht wird, und zusammenschweißen der beiden zu schweißenden Verbindungsteile, die zwischen dem Schweißelektrodenpaar (88, 90) gehalten werden.