DD255859A3

DD255859A3 - Verfahren zur herstellung eines feuchtigkeitsdichten temperaturkuehlers

Info

Publication number: DD255859A3
Application number: DD29672786A
Authority: DD
Inventors: Klaus Irrgang; Guenter Jainz; Roland Meinhardt; Guenter Wicke
Original assignee: Geraberg Thermometer
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1988-04-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines feuchtigkeitsdichten Temperaturfuehlers, mit dessen Hilfe Temperaturmessungen in mechanisch und klimatisch, aber auch elektrisch stark belasteten Zonen zuverlaessig durchgefuehrt werden. Der vorgefertigte Kabelverband mit Messwiderstand, Verbindungshuelsen, Adern, Schirm und Kabel wird in ein temperaturschockfestes Giessharzsystem getaucht und angehaertet, nachfolgend in ein giessharzgefuelltes Messeinsatzrohr eingebracht und versickt und mit nach unten haengenden Kabelabgang zum Haerten gelagert. Figur 1 zeigt ein nach erfindungsgemaessem Verfahren hergestelltes Thermometer. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines feuchtigkeitsdichten Temperaturfühlers, der eine durchgängige elektrische Schirmung sowie einen hohen Schutzgrad bezüglich Wasser- und Staubeinwirkung besitzt. Die Erfindung ist insbesondere bei der Konfektionierung von Platinmeßwiderständen und elektronischen temperaturabhängigen Sensoren zu Kabelwiderstandsthermometern mit geschirmten PVC-Kabel in feuchtigkeitsdichter Ausführung anwendbar.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Temperaturfühler in feuchtigkeitsdichter bzw. wasserdichter Ausführung und Verfahren zu ihrer Herstellung gehören zum Stand der Technik.

Entsprechend den Anforderungen der Elektronik der angeschlossenen Steuer- bzw. Regeleinrichtung bestehen in verschiedenen Fällen zwischen Elektronik und Sensor spezielle Anschlußmaßnahmen.

So ist die DE OS 2338567 bekannt, gemäß der empfindliche Drahtwickel mit einem gut wärmeleitenden Füllstoff infolge eines Druckgefälles gefüllt bzw. verschlossen sind. Die so im allgemeinen in Nuten verschlossenen Meßwiderstände besitzen keinen durchgängigen Schirm gegenüber der Auswerteeinheit. Weiterhin ist die DE OS 2045715 bekannt, nach der sich die in einem für Wasserbäder einsetzbaren Temperaturfühler durch eine spezielle Chrom-Nickel-Draht-Verbindung zwischen Sensor und Anschlußdrähten auszeichnet.

Gemäß der bekannten DE OS 2115023 ist der temperaturabhängige Widerstand in einer speziellen temperaturleitenden und speziell ausgeformten Kunstharzmasse eingebettet.

Sowohl DE OS 2115023 als auch DE OS 2045715 besitzen den Nachteil, daß eine durchgängige Schirmung nicht vorhanden

Darüber hinaus besitzt der in der DE OS 2115023 beschriebene Temperaturfühler den Nachteil, daß der Sensor nur in einer Kunststoffmasse eingebettet ist und damit nicht die üblichen Merkmale der stoß-und biegefesten Fühlrohranordnungen aufweist.

Es gehört zum Stand der Technik bei Kabelsensoren, eine Schrumpfschlauchumhüllung anzuwenden. So ist zum Beispiel die DE AS 2429482 bekannt, gemäß der ein temperaturabhängiger Widerstand mit Klemmkontakten durch einen Schrumpfschlauch umhüllt ist, wobei dieser an der Spitze durch einen Kunststoffpfropfen verschlossen ist.

Es gehört weiterhin zum Stand der Technik, daß der Temperaturfühler in eine mit dem Gummikabel fest verbundenen anvulkanisierten Gummihülse eingebettet ist.

Alle bisher bekannten Temperaturfühler haben einen oder mehrere der im folgenden, teils nochmals, aufgeführten Nachteile:

— Der Sensorkopf ist zwar mit dem Kabel mechanisch fest, jedoch nicht ausreichend feuchtigkeitsdicht verbunden.

— Zwischen Sensorkopf und Kabel, insbesondere Kabelansatz bestehen erhebliche geometrische Differenzen, so daß sich spätere Anwendungen als Anlege-, Einsteck- und Einlegethermometer nicht gleichzeitig realisieren lassen.

— Der Kopfsensor ist nicht stoß- und schwingfest sowie nicht schocktemperaturfest im Bereich von -50° bis +70⁰C.

— Der Sensorkopf ist überhaupt nicht geschirmt, weder bei der Kunststoffhülse (Kunststoffverspritzung), bei der Schrumpfschlauchmethode, noch bei der vulkanisierten Gummihülse. Dadurch ist es nicht möglich, den Temperaturfühler an beliebige, insbesondere niederohmige Meß- und Regeleinheiten ohne anderweitige Störsignalunterdrückung anzuschließen bzw. nicht möglich, an elektrisch stark störende Aggregate anzubringen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein zugehöriges Herstellungsverfahren für einen feuchtigkeitsdichten Temperaturfühler zu schaffen, der im mittleren Temperaturmeßbereich funktionssicher arbeitet und durch einen hohen Schirm- und Schutzgrad einen störsicheren Regleranschluß gewährleistet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu entwickeln, das durch seinen technologisch einfachen, lot- und schraubfreien sowie ausfallarmen Fertigungsablauf die Herstellung eines feuchtigkeitsdichten Temperaturfühlers garantiert, der stoß- und schwingfest gegenüber mechanischen Belastungen sowie im Temperaturintervall -55⁰C... +7O⁰C temperaturschockfest ist, einen ununterbrochenen Schirm bis einschließlich des Sensors besitzt, bei PVC-Kabelummantelung einen feuchtigkeitsdichten Kabelabgang am Sensor aufweist uhd mit einer hülsenartigen und einen gleichmäßigen Durchmesser besitzenden Sensorkapselung versehen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren besitzt den Vorteil, daß die metallische, mit dem Anschlußdraht des Meßwiderstandes verpunktete Verbindungshülse zu einer Vorstabilisierung des Montagekomplexes führt. Durch die im weiteren durchgeführte Tauchung in das Gießharzsystem wird ein flexibler, aber bereits kompakter stoßgeschützter sowie feuchtigkeits- und staubgeschützter Verband von Meßwiderstand und Kabelansatz erzielt, so daß eine ausfallfreie Endmontage möglich ist. Die konstruktionsgemäße Doppelsickung garantiert eine feste Verbindung zwischen Schirm und Meßeinsatzrohr und erlaubt es diesbezüglich, auf Schweiß- oder Lötarbeiten, die zu thermischen Beschädigungen am Kabel führen können, zu verzichten. Die „Überkopf'-Aufhängung des Temperaturfühlers mit nach unten weisenden Kabelabgang führt vorteilhaft zu einem völligen Verschließen von feinen Hohlräumen, Rissen u.a. im Kabelabgang des Sensorkopfes.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Temperaturfühler haben den Vorteil, daß der feuchtigkeitsdichte Temperatürfühler an Maßstellen in elektrisch stark gestörten Zonen mit hohen mechanischen und klimatischen Beanspruchungen einsetzbar ist. Die durchgängige Schirmung bis über den Sensor hinweg erlaubt es, den feuchtigkeitsdichten Temperaturfühler an beliebige, auch niederohmige Meß- und Regeleinheiten ohne zusätzlichen Störschutz anzuschließen. Vorteilhaft ist auch, daß der feuchtigkeitsdichte Temperaturfühler unempfindlich gegen Temperaturstürze bzw. Temperatursprünge ist. Dadurch, daß die Sensorkapselung einen gleichmäßigen Durchmesser, der nicht bzw. nur geringfügig über dem des Kabeldurchmessers liegt, aufweist, kann der Fühler universell als Anlege-, Einsteck- und Einlegethermometer verwendet werden. Die völlig schraubfreie Konstruktion gewährleistet einen hohen Grad an Zuverlässigkeit in puncto elektrischer Kontaktsicherheit. _t '

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll durch ein Ausführungsbeispiel anhand Figur 1 näher erläutert werden.

Figur 1 zeigt einen feuchtigkeitsdichten Temperaturfühler mit handelsüblichem doppeladrigem plastummanteltem Kabel. Die Anschlußdrähte des Meßwiderstandes 1 sind mittels der schwachwandigen Verbindungshülsen 2 mit den freien Aderenden des Kabels 6 durch elektrische Punktschweißung verbunden. In der Verbindungshülse 2 überlappen sich freies Ende der Adern 3 und Anschlußdraht des Meßwiderstandes vollständig. Die Plastummantelung des Kabels 6 ist an den Aderenden um einen gewissen Betrag bis auf den Schirm 4 abgemantelt. Das um diesen Betrag freigelegte Geflecht des Schirms 4 ist um den äußeren Kabelmantel in Richtung Abgang des Kabels 6 gleichmäßig auf den Umfang verteilt herum geschlagen. Der gesamte Verband, Meßwiderstand 1, Verbindungshülse 2, freies Ende der Adern 3 und das freigelegte Stück des Schirmgs 4 ist durch ein Meßeinsatzrohr 5 eingeschlossen. An der Stelle des umgelegten Schirmes 4 ist das Meßeinsatzrohr 5 von außen mit zwei Sicken am Umfang versehen.

Im einseitig bodenverschweißten Meßeinsatzrohr 5 befindet sich ein Gießharzsystem 7, bestehend aus einem mittelmolekularen Epoxidharz mit einem Epoxidäquivalent von 350, welches mit Isobutylglyzidether und Dibutylphthalat und mit aliphatischen Polyaminen im Verhältnis 100:6 gehärtet hat. Das Gießharzsystem ist zweitägig aufgebaut. Die Erstlage am gesamten Verband Meßwiderstand 1, Verbindungshülse 2, freies Ende der Adern 3 und das freigelegte Stück des Schirmes 4 ist eine geschlossene dünnwandige Hüllage um diesen Verband herum, die nach einer Gießharztauchung entstanden ist. Die Zweitlage ist ein Füllverschluß zwischen der ersten Lage und der Rohrwandung des Meßeinsatzrohres 5, wobei beide Lagen durch chemische Anlösung untrennbar miteinander verbunden sind. Das Gießharzsystem 7 ist so vergossen, daß alle bestehenden Haarrisse und Ritzen dicht verschlossen und der Kabelmantel des Kabels 6 chemisch angelöst ist. Bei der Herstellung des Temperaturfühlers werden zunächst der Schirm 4 und die beiden Aderenden 3 freigelegt. Der Schirm 4 wird geweitet und um 180° nach hinten umgelegt.,Über die freien Aderenden werden die Verbindungshülsen 2 geschoben, in die weiterhin die Anschlußdrähte des Meßwiderstandes 1 eingeführt werden. Mittels einer zweifachen Punktschweißung wird eine feste elektrische Verbindung hergestellt. Der Kabelverband, bestehend aus Meßwiderstand 1, Verbindungshülsen 2 und Litze 6, wird bis zum Schirmansatz in ein Gießharzsystem getaucht und bis zur Anhärtung leicht erwärmt.

Ein Dosiersystem füllt die auf dem Kopfstehenden bodenverschweißten Meßeinsatzrohre 5 mit einer definierten Menge Gießharz. In diese gefüllten Meßeinsatzrohre 5 wird der bereits getauchte und angehärtete Kabelverband bis zum Ende des umgelegten Schirmes 4 eingeführt und anschließend zweifach an der Stelle des Meßeinsatzrohres 5, die direkt über dem freigelegten Schirm 4 liegt, mittels einer Rollensicke versickt.

Vor der Aushärtung wird der Kabelverband mit dem versickten Meßeinsatzrohr 5 so gelagert, daß im Meßeinsatzrohr 5 das Gießharz gegen die Quetschstelle des Sickringes fließt. Nach der Aushärtung des Gießharzsystems im Meßeinsatzrohr 5 in dieser Stellung ist der Temperaturfühler betriebsbereit.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines feuchtigkeitsdichten Temperaturfühlers, bestehend aus Meßwiderstand, plastummanteltem und mit Schirm versehenem Kabel, Meßeinsatzrohr und Kunststoffeinbettung, dadurch gekennzeichnet, daß der Verband aus Meßwiderstand (1), Verbindungshülse (2), Adern (3), Schirm (4) und Kabel (6) biszum Rand des umgelegten Schirmes (4) in ein temperaturschockfestes Gießharzsystem (7) getaucht und nachfolgend in Warmluft in kurzer Zeitspanne angehärtet wird, der getauchte und angehärtete Verband aus Meßwiderstand (1), Verbindungshülse (2), Adern (3), Schirm (4) und Kabel (6) in das mit einer bestimmten Menge des temperaturschockfesten Gießharzsystems (7) gefüllte Meßeinsatzrohr eingesteckt und noch während der Gebrauchsdauer des temperaturschockfesten Gießharzsystems (7) mittels einer Doppelsicke am Umfang des Meßeinsatzrohres (5) versickt wird und der versickte Verband aus Meßwiderstand (1), Verbindungshülse (2), Adern (3), Schirm (4), Meßeinsatzrohr (5) und Kabel (6) nachfolgend mit nach unten zeigendem Kabelabgang gelagert und gehärtet wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines feuchtigkeitsdichten Temperaturfühlers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Komponente des temperaturschockfesten Gießharzsystems (7) vorzugsweise aus einem mittelmolekularen Epoxidharz mit einem Epoxidäquiyalent von 320 bis 400 besteht, welches mit reaktivem Verdünnungsmittel, insbesondere Isobutylglyzidether, und Weichmachern, insbesondere Dibutylphthalat, versetzt wird.