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DE102008054631A1 - Measuring element manufacturing method for use in e.g. temperature sensor, involves removing plastic film from functional layer after removing injection molding part that is present in injection molding tool - Google Patents

Measuring element manufacturing method for use in e.g. temperature sensor, involves removing plastic film from functional layer after removing injection molding part that is present in injection molding tool Download PDF

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DE102008054631A1
DE102008054631A1 DE200810054631 DE102008054631A DE102008054631A1 DE 102008054631 A1 DE102008054631 A1 DE 102008054631A1 DE 200810054631 DE200810054631 DE 200810054631 DE 102008054631 A DE102008054631 A DE 102008054631A DE 102008054631 A1 DE102008054631 A1 DE 102008054631A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plastic film
functional layer
injection molding
ceramic body
injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810054631
Other languages
German (de)
Inventor
Uwe Glanz
Thomas Loibl
Imke Heeren
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200810054631 priority Critical patent/DE102008054631A1/en
Publication of DE102008054631A1 publication Critical patent/DE102008054631A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The method involves arranging a functional layer (12) on an injection-molded ceramic body (11). The functional layer is applied on a plastic film (14), where the plastic film is inserted into a hollow space (15) in an injection molding tool (13) during injection molding of the ceramic body. The plastic film is removed from the functional layer after removing an injection molding part (16) that is present in the injection molding tool, where removal of the plastic film is carried-out by whetting or by thermal debinding processes.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Messelements nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Messelemente werden z. B. in Gasmessfühlern, wie Lambda-, Stickoxidsonden, Temperaturmessfühler und dgl. eingesetzt.The The invention is based on a method for producing a measuring element according to the preamble of claim 1. Such measuring elements are z. B. in gas sensors, such as lambda, nitric oxide, Temperature sensor and the like. Used.

Bei einem bekannten Mess- oder Sensorelement dieser Art ( DE 199 37 163 A1 ) wird der Keramikkörper als Verbundkörper aus mehreren Festelektrolytschichten auf Zirkoniumoxid-Basis und Isolationsschichten auf Aluminiumoxid-Basis aufgebaut und die Funktionsschichten, wie elektrische Heizwiderstandsbahn, Mess- und Referenzelektroden, zwischen den Schichten und auf der obersten Festelektrolytschicht angeordnet. Auf einer als Heizerfolie bezeichneten ersten Festelektrolytschicht wird durch Siebdruck eine untere Isolationsschicht aufgebracht. Auf diese untere Isolationsschicht wird ebenfalls durch Siebdruck eine als Heizer dienende, mäanderförmige Widerstandsbahn mit Zuleitungen aus einer metallischen Paste aufgedruckt. Darüber wird eine zweite Isolationsschicht gedruckt. Auf die zweite Isolationsschicht wird eine zweite Festelektrolytschicht, die sog. Referenzluftkanalschicht, unter Aussparung eines Referenzluftkanals aufgedruckt. Der Referenzluftkanal wird mit einer dritten Festelektrolytfolie überdruckt, die auf voneinander abgekehrten Folienflächen eine Innen- und Außenelektrode trägt. Die Außenelektrode ist durch eine aufgebrachte poröse Schutzschicht gegen die das Messelement umgebende Atmosphäre abgeschirmt. Der so aufgebaute Keramikkörper wird gesintert.In a known measuring or sensor element of this type ( DE 199 37 163 A1 ), the ceramic body is constructed as a composite of a plurality of zirconia-based solid electrolyte layers and alumina-based insulating layers, and the functional layers, such as electrical heating resistor sheet, measuring and reference electrodes, are interposed between the layers and on the topmost solid electrolyte layer. On a designated as Heizerfolie first solid electrolyte layer is applied by screen printing a lower insulating layer. On this lower insulating layer also serving as a heater meander-shaped resistance path is printed with leads made of a metallic paste by screen printing. In addition, a second insulation layer is printed. On the second insulation layer, a second solid electrolyte layer, the so-called. Reference air channel layer, printed under the recess of a reference air channel. The reference air channel is overprinted with a third solid electrolyte foil which carries an inner and outer electrode on opposite foil surfaces. The outer electrode is shielded by an applied porous protective layer against the atmosphere surrounding the measuring element. The thus constructed ceramic body is sintered.

Bei einem bekannten, als sog. Fingersonde ausgebildeten Gassensor oder elektrochemischen Messfühler für die Bestimmung des Sauerstoffgehalts im Abgas von Brennkraftmaschinen ( DE 2 326 086 A1 ) weist der aus einem Sauerstoffionen leitenden Festelektrolyten, wie Zirkoniumoxid, bestehende Keramikkörper einen langgestreckten, hohlen, fingerartigen, messgasseitigen Endabschnitt und einen mittel- und anschlussseitigen Endabschnitt auf. Der Keramikkörper ist mit seinem durchmessergrößeren Mittelabschnitt in einem Fühlergehäuse festgelegt, das ein Einschraubgewinde und Angriffsflächen für ein Schraubwerkzeug aufweist. Der durchmesserkleinere, anschlussseitige Endabschnitt ist von einer das Ende des Keramikkörpers weit überragenden metallischen Hülse umschlossen, die durch Bördelung am Fühlergehäuse festgelegt ist. Im durchmesserkleineren, rohrförmigen Endabschnitt weist der Keramikkörper eine an der inneren Rohrwand angeordnete Referenzelektrode und eine auf der äußeren Rohrwand aufgebrachte Messelektrode auf, die beide aus Platin bestehen. Solche Keramikkörper werden heutzutage im Spritzgießverfahren, z. B. CIM-Verfahren (Ceramic Injektion Molding) hergestellt und die Funktionsschichten, wie Referenzelektrode und Messelektrode, unter Verwendung von Bindemitteln auf den gesinterten Keramikkörper, z. B. im Siebdruckverfahren, aufgedruckt.In a known, designed as a so-called. Finger probe gas sensor or electrochemical sensor for the determination of the oxygen content in the exhaust gas of internal combustion engines ( DE 2 326 086 A1 ), the ceramic body consisting of an oxygen ion conductive solid electrolyte such as zirconia has an elongate, hollow, finger-like, measuring gas side end portion and a middle and terminal side end portion. The ceramic body is set with its larger diameter central portion in a sensor housing having a screw thread and engagement surfaces for a screwing. The smaller-diameter, connection-side end portion is enclosed by a metal sleeve which projects far beyond the end of the ceramic body and is fixed by crimping to the sensor housing. In the smaller-diameter tubular end section, the ceramic body has a reference electrode arranged on the inner tube wall and a measuring electrode applied on the outer tube wall, both of which consist of platinum. Such ceramic bodies are nowadays by injection molding, for. B. CIM method (Ceramic Injection Molding) produced and the functional layers, such as reference electrode and measuring electrode, using binders on the sintered ceramic body, for. B. in screen printing, printed.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Herstellung der Funktionsschichten mit in den Spritzgießprozeß des Keramikkörpers einbezogen ist und nachfolgende Prozesse, wie Aufdrucken auf den Keramikkörper und Trocknen entfallen. Durch die integrierte Herstellung von Keramikkörper und Funktionsschichten können damit Fertigungsschritte eingespart und die Fertigungskosten gesenkt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt Funktionsschichten auch an komplex geformten Keramikkörpern anzubringen, sodass Messelemente mit solch formmäßig gestalteten Keramikkörpern hergestellt werden können, die sich nicht einfach oder nicht genau genug bedrucken lassen, oder bei denen die Gefahr besteht, dass sie beim Bedrucken mit den Funktionsschichten beschädigt werden. Dies trifft insbesondere auf dünnwandige, hohle Keramikkörper für sog. Fingersonden zu, aber auch auf Keramikkörper mit gewölbten oder beliebig gerundeten Oberflächen. Durch einfache Anpassung der Materialien von Funktionsschicht und Spritzgußmasse ist eine dauerhafte Haftung der Funktionsschichten am Keramikkörper gewährleistet.The inventive method with the features of Claim 1 has the advantage that the production of the functional layers with in the injection molding of the ceramic body is involved and subsequent processes, such as printing on the Ceramic body and drying omitted. By the integrated Production of ceramic body and functional layers can thus saving manufacturing steps and reducing production costs become. The inventive method allows Functional layers also on complex shaped ceramic bodies to attach, so measuring elements with such a shape designed ceramic bodies can be produced, that can not be easily or accurately printed, or where there is a risk that they will interfere with printing Functional layers are damaged. This is especially true on thin-walled, hollow ceramic body for so-called. Finger probes too, but also on ceramic body with arched or any rounded surfaces. By simple adaptation the materials of functional layer and injection molding compound a permanent adhesion of the functional layers is ensured on the ceramic body.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Herstellungsverfahrens möglich.By the measures listed in the further claims are advantageous developments and improvements of the claim 1 specified manufacturing process possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Entfernen der Kunststofffolie je nach Dicke der verwendeten Kunststofffolie durch Abziehen oder durch Entfernen mittels eines thermischen Entbinderprozesses vorgenommen. Im letzteren Fall wird dies zusammen mit dem Sintern des der Spritzgußform entnommen Spritzgußteils bewirkt.According to one advantageous embodiment of the invention, the removal the plastic film depending on the thickness of the plastic film used by peeling or removal by means of a thermal debinding process performed. In the latter case, this will be along with the sintering of the injection mold taken injection molding causes.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird mindestens eine mit mindestens einer Funktionsschicht belegte Kunststofffolie auf eine Hohlraumwand eines die Form des Keramikkörpers vorgebenden Hohlraums im Spritzwerkzeug so aufgelegt, dass ihre von der mindestens einen Funktionsschicht abgekehrten Folienfläche auf der Hohlraumwand aufliegt. Mindestens eine weitere Kunststofffolie wird mit mindestens einer weiteren Funktionsschicht versehen und diese auf einen in den Hohlraum einsetzbaren Kern so aufgelegt, dass ihre von der mindestens einen Funktionsschicht abgekehrte Folienfläche auf dem Kern aufliegt. Mit diesen Verfahrensschritten lassen sich z. B. hohle Keramikkörper mit außen auf dem Keramikkörper und innen im Keramikkörper angeordneten Funktionsschichten, die z. B. bei sog. Fingersonden Anwendung finden, in vorteilhafter Weise herstellen.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one plastic film coated with at least one functional layer is placed on a cavity wall of a cavity in the injection mold that predetermines the shape of the ceramic body such that its foil surface facing away from the at least one functional layer rests on the cavity wall. At least one further plastic film is provided with at least one further functional layer and it is placed on a core that can be inserted into the cavity in such a way that its foil surface facing away from the at least one functional layer rests on the core. With these steps can be z. B. hollow Keramikkör per with on the outside of the ceramic body and inside the ceramic body arranged functional layers z. B. in so-called. Finger probes application, produce in an advantageous manner.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen illustrierten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematisierter Darstellung:The Invention is based on illustrated in the drawings embodiments explained in more detail in the following description. Shown schematically in each case:

1a)–g) aufeinanderfolgende Verfahrensschritte zur Herstellung eines Messelements mit einem massiven Keramikkörper, 1a ) -G) successive process steps for producing a measuring element with a solid ceramic body,

2a)–i) einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung eines Messelements mit einem hohlen Keramikkörper, 2a ) -I) individual process steps for producing a measuring element with a hollow ceramic body,

Bei dem in 1 in fortlaufenden Verfahrensschritten a) bis g) illustrierten Verfahren zur Herstellung eines Mess- oder Sensorelements mit einem Keramikkörper 11 und einer Funktionsschicht 12 wird ein Spritzwerkzeug 13 verwendet, das aus zwei miteinander verbindbaren Formteilen 131, 132 besteht, die im zusammengesetzten Zustand einen die Form des Keramikkörpers 11 vorgebenden Hohlraum 15 umschließen. Im skizzierten Ausführungsbeispiel ist der Hohlraum 15 quaderförmig. Das Prinzip des Herstellungsverfahrens besteht darin, dass mindestens eine Funktionsschicht 12 auf mindestens eine Kunststofffolie 14, vorzugsweise durch schichtweises Auftragen von Pasten mit keramischen Füllstoffen und Metallen, aufgebracht wird, die beim Spritzgießen des Keramikkörpers 11 in das Spritzwerkzeug 13 eingelegt ist, und dass nach Entformen des entstandenen Spritzgussteils 16 die mindestens eine Kunststofffolie 14 von der mindestens einen Funktionsschicht 12 entfernt wird. Hierzu werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt, die in ihrer Reihenfolge in 1a bis 1g skizziert sind.At the in 1 in continuous process steps a) to g) illustrated method for producing a measuring or sensor element with a ceramic body 11 and a functional layer 12 becomes an injection mold 13 used, consisting of two connectable moldings 131 . 132 which, when assembled, has the shape of the ceramic body 11 given cavity 15 enclose. In the illustrated embodiment, the cavity 15 cuboid. The principle of the manufacturing process is that at least one functional layer 12 on at least one plastic film 14 , preferably by layering pastes of ceramic fillers and metals, applied during injection molding of the ceramic body 11 in the injection mold 13 is inserted, and that after removal of the resulting molded part 16 the at least one plastic film 14 from the at least one functional layer 12 Will get removed. For this purpose, the following method steps are carried out in their order in 1a to 1g are sketched.

Auf die entsprechend zugeschnittene Kunststofffolie 14 (1a) wird die Funktionsschicht 12 (1b) aufgebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Funktionsschicht 12 eine zwischen zwei Isolationsschichten aus Aluminiumoxid eingebettete, elektrische Widerstandsbahn mit Anschlussleitung skizziert, wobei in 1b der Übersichtlichkeit halber die beiden Isolationsschichten weggelassen sind. Das Aufbringen der Funktionsschicht 12 erfolgt z. B. im Siebdruckverfahren, wobei zunächst eine erste Isolationsschicht auf die Kunststofffolie 14 aufgedruckt, dann die elektrische Widerstandsbahn durch Aufdrucken einer metallischen Paste auf die erste Isolationsschicht gebildet und dann eine zweite Isolationsschicht aus Aluminiumoxid auf die Widerstandsbahn aufgedruckt wird. Durch Verwendung entsprechender Bindemittel haftet die Funktionsschicht 12 fest auf der Kunststofffolie 14.On the appropriately cut plastic film 14 ( 1a ) becomes the functional layer 12 ( 1b ) applied. In the illustrated embodiment is as a functional layer 12 a sandwiched between two layers of insulation of aluminum oxide, electrical resistance path with connecting line outlines, in 1b for clarity, the two insulation layers are omitted. The application of the functional layer 12 takes place for. B. in the screen printing process, wherein first a first insulating layer on the plastic film 14 printed, then the electrical resistance path is formed by printing a metallic paste on the first insulating layer and then a second insulating layer of aluminum oxide is printed on the resistance path. By using appropriate binder adheres the functional layer 12 firmly on the plastic film 14 ,

Die so beschichtete Kunststofffolie 14 wird, wie dies durch den Pfeil angedeutet ist, in den Hohlraum 131 des Spritzwerkzeugs 13 so eingelegt, dass die von der Funktionsschicht 12 abgekehrte Folienfläche 141 der Kunststofffolie 14 auf einer Hohlraumwand 151 im Hohlraum 15 aufliegt (1c). Die beiden Formteile 131 oder 132 werden formschlüssig zusammengesetzt, und in eine vorhandene Öffnung 133 des Spritzwerkzeugs 13 wird – wie durch Pfeil 17 symbolisiert ist – eine keramische Masse eingepresst (1d). Im Hohlraum 15 bildet sich der Keramikkörper 11 mit einer guten Anbindung der Funktionsschicht 12 als Spritzgußteil 16. Durch Öffnen des Spritzwerkzeugs 13 (1e) kann das Spritzgußteil 16 entnommen werden. Im nächsten Schritt wird die Kunststofffolie 14 des Spritzgußteils 16 entfernt (1f). Das dadurch entstehende Messelement aus Keramikkörper 11 und Funktionsschicht 12 (1g) wird einem Sinterprozeß unterzogen. Im Ausführungsbeispiel der 1 ist eine relativ dicke Kunststofffolie 14 als elastischer Träger für die Funktionsschicht 12 verwendet. In diesem Fall lässt sich die Kunststofffolie 14 durch einfaches Abziehen entfernen.The so coated plastic film 14 is, as indicated by the arrow, in the cavity 131 of the injection mold 13 so inserted that from the functional layer 12 rejected foil surface 141 the plastic film 14 on a cavity wall 151 in the cavity 15 rests on ( 1c ). The two molded parts 131 or 132 are assembled form-fitting, and in an existing opening 133 of the injection mold 13 becomes - as by arrow 17 symbolized - a ceramic mass pressed in ( 1d ). In the cavity 15 the ceramic body forms 11 with a good connection of the functional layer 12 as injection molding 16 , By opening the injection mold 13 ( 1e ), the injection molded part 16 be removed. The next step will be the plastic film 14 of the injection-molded part 16 away ( 1f ). The resulting measuring element made of ceramic body 11 and functional layer 12 ( 1g ) is subjected to a sintering process. In the embodiment of 1 is a relatively thick plastic film 14 as elastic carrier for the functional layer 12 used. In this case, the plastic film can be 14 remove by simply pulling off.

Das in 2 in aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten illustrierte Herstellungsverfahren dient zum Herstellen eines Mess- oder Sensorelements mit einem hohlen Keramikkörper 21, der sowohl auf seiner Aussenwand als auch auf seiner Innenwand mit jeweils einer Funktionsschicht 22, 23 belegt ist. Der aus einem Festelektrolytmaterial bestehende Keramikkörper 21 ist rotationssymmetrisch ausgeführt und in 2g skizziert. Er weist einen hohlrohrartigen, vorderen Trägerabschnitt 211, der am freien Ende verschlossen ist, und einen am davon abgekehrten Ende sich anschließenden, hinteren Verbauungsabschnitt 212 auf, der zur mechanischen Verbauung in einem Sondengehäuse dient. Das in 2 illustrierte Verfahren folgt dem gleichen Grundprinzip wie vorstehend beschrieben, nur wird hier ein Spritzwerkzeug 23 eingesetzt, dessen beide Formteile 231 und 232 einen Hohlraum 25 einschließen, der dem Negativbild des Keramikkörpers 21 in 2g entspricht. Wie bei dem Verfahren in 1 wird auf eine entsprechend zugeschnittene flexible erste Kunststofffolie 24 (2a) eine erste Funktionsschicht 22 aufgebracht (2b). Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Funktionsschicht 22 aus einer Messelektrode 27 mit Anschlussleiter 271 und einer die Messelektrode 27 konzentrisch umschließenden Widerstandsbahn 28 mit Anschlussleiter 281 eines elektrischen Heizelements. Anschlussleiter 271 und Widerstandsbahn 28 mit Anschlussleitung 281 sind mit einer Isolationsschicht unterlegt, wozu auf die Kunststofffolie 14 bereichsweise zunächst eine erste Isolationsschicht und dann Messelektrode 27 mit Anschlussleiter 271 und Widerstandsbahn 28 mit Anschlussleiter 281 aufgedruckt werden. Die Messelektrode 27 wird durch Aufdrucken einer Platin enthaltenden Paste erhalten. Die so beschichtete Kunststofffolie 24 wird bei geöffnetem Spritzwerkzeug 23 im Hohlraum 25 so positioniert, dass ihre von der Funktionsschicht 24 abgekehrte Folienfläche 241 an der am Formteil 231 ausgebildeten Hohlraumwand 251 anliegt (2c). Die Hohlraumwand 251 ist so gestaltet, dass die beschichtete Kunststofffolie 24 beim Spritzvorgang gegen Verschieben oder Verwellen stabilisiert ist.This in 2 in manufacturing processes illustrated in successive steps serves to produce a measuring or sensor element with a hollow ceramic body 21 , which on its outer wall as well as on its inner wall, each with a functional layer 22 . 23 is occupied. The ceramic body made of a solid electrolyte material 21 is designed rotationally symmetric and in 2g outlined. He has a hollow tube-like, front support portion 211 , which is closed at the free end, and an end facing away from it, the rear Verbauungsabschnitt 212 on, which serves for the mechanical obstruction in a probe housing. This in 2 Illustrated method follows the same basic principle as described above, only here is an injection mold 23 used, both of which molded parts 231 and 232 a cavity 25 include the negative image of the ceramic body 21 in 2g equivalent. As with the procedure in 1 is based on a tailor-made flexible first plastic film 24 ( 2a ) a first functional layer 22 applied ( 2 B ). In the illustrated embodiment, the functional layer 22 from a measuring electrode 27 with connecting conductor 271 and one the measuring electrode 27 concentrically surrounding resistance path 28 with connecting conductor 281 an electric heating element. connecting conductors 271 and resistance track 28 with connection cable 281 are underlaid with an insulating layer, including on the plastic film 14 in regions, first a first insulating layer and then measuring electrode 27 with connecting conductor 271 and resistance train 28 with connecting conductor 281 be printed. The measuring electrode 27 is obtained by printing a platinum-containing paste. The so coated plastic film 24 is when the injection mold is open 23 in the cavity 25 positioned so that its from the functional layer 24 rejected foil surface 241 at the on the molding 231 formed cavity wall 251 is present ( 2c ). The cavity wall 251 is designed so that the coated plastic film 24 stabilized against displacement or Verwellen during the injection process.

Auf eine entsprechend zugeschnittene, flexible zweite Kunststofffolie 24' (2d) wird eine zweite Funktionsschicht 22' aufgebracht (2e). Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Funktionsschicht 22' aus einer Referenzelektrode 29 mit Anschlussleiter 291. Die beschichtete Kunststofffolie 24' wird auf einen in den Hohlraum 25 des Spritzwerkzeugs 23 einsetzbaren Kern 30 aufgelegt (2f), und zwar so, dass die von der weiteren Funktionsschicht 22' abgekehrte Folienfläche 241' der weiteren Kunststofffolie 24' auf dem Kern 30 aufliegt. Der Kern 30 ist so gestaltete, dass beim Spritzvorgang ein Verschieben oder Verwellen der beschichteten Kunststofffolie 24' verhindert ist.On a tailor-made, flexible second plastic film 24 ' ( 2d ) becomes a second functional layer 22 ' applied ( 2e ). In the illustrated embodiment, the functional layer 22 ' from a reference electrode 29 with connecting conductor 291 , The coated plastic film 24 ' gets on one in the cavity 25 of the injection mold 23 usable core 30 hung up ( 2f ), in such a way that that of the further functional layer 22 ' rejected foil surface 241 ' the other plastic film 24 ' on the core 30 rests. The core 30 is designed so that during the injection process, a shifting or Verwellen the coated plastic film 24 ' is prevented.

Nach formschlüssiger Zusammensetzung der beiden Formteile 231, 232 des Spritzwerkzeugs 23 und positionsrichtiger Einführung des mit der beschichteten Kunststofffolie 24' belegten Kerns 30 in den Hohlraum 25 des Spritzwerkzeugs 23 (2g) wird die keramische Masse durch eine Einfüllöffnung 233 des Spritzwerkzeugs 23 in den Hohlraum 25 unter Druck eingespritzt, wie dies durch Pfeil 31 angedeutet ist. Das verwendete keramische Material ist elektrisch iolierend und besitzt eine hohe mechanische Festigkeit gegen Temperatursprünge und eine hohe Schlagfestigkeit. Im Hohlraum 25 entsteht das Spritzgußeil 26 aus Keramikkörper 21 und an den Keramikkörper 21 angebundenen Funktionsschichten 22 und 22'.After form-fitting composition of the two moldings 231 . 232 of the injection mold 23 and positionally correct introduction of the coated plastic film 24 ' occupied core 30 in the cavity 25 of the injection mold 23 ( 2g ), the ceramic mass through a filling opening 233 of the injection mold 23 in the cavity 25 injected under pressure, as indicated by arrow 31 is indicated. The ceramic material used is electrically insulating and has a high mechanical strength against temperature jumps and a high impact resistance. In the cavity 25 arises the injection part 26 ceramic body 21 and to the ceramic body 21 connected functional layers 22 and 22 ' ,

Zum Entformen des im Spritzwerkzeug 23 entstandenen Spritzgussteils 26 wird der Kern 30 aus dem Spritzwerkzeug 23 herausgezogen (2h) und das Spritzwerkzeug 23 zerlegt (2i). Nach Entfernen der äußeren Kunststofffolie 24 und der im hohlen Inneren des Keramikkörpers 21 vorhandene Kunststofffolie 24' ist das Messelement fertiggestellt und wird noch einem Sinterprozeß unterzogen. Werden als Träger für die Funktionsschichten 22, 22' sehr dünne Kunststofffolien 24, 24' verwendet, so kann das Entfernen der Kunststofffolie 24, 24' auch durch einen thermischen Entbinderprozeß vorgenommen werden, was vorzugsweise im gleichen Verfahrensschritt mit dem Sintern des Messelements erfolgt.For demolding the in the injection mold 23 resulting injection molded part 26 becomes the core 30 from the injection mold 23 pulled out ( 2h ) and the injection mold 23 disassembled ( 2i ). After removing the outer plastic film 24 and in the hollow interior of the ceramic body 21 existing plastic film 24 ' the measuring element is completed and is still subjected to a sintering process. Be used as a carrier for the functional layers 22 . 22 ' very thin plastic films 24 . 24 ' used, so can the removal of the plastic film 24 . 24 ' be made by a thermal debinding process, which preferably takes place in the same process step with the sintering of the measuring element.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19937163 A1 [0002] - DE 19937163 A1 [0002]
  • - DE 2326086 A1 [0003] - DE 2326086 A1 [0003]

Claims (9)

Verfahren zur Herstellung eines Messelements, das mindestens eine auf einem spritzgegossenen Keramikkörper (11; 21) angeordnete Funktionsschicht (12; 22, 22') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Funktionsschicht (12; 22, 22') auf mindestens eine Kunststofffolie (14; 24, 24') aufgebracht wird, die beim Spritzgießen des Keramikkörpers (11; 21) in das Spritzwerkzeug (13; 23) eingelegt ist, und dass nach Entformen des im Spritzwerkzeug (13; 23) entstandenen Spritzgussteils (16; 26) die mindestens eine Kunststofffolie (14; 24, 24') von der mindestens einen Funktionsschicht (12; 22, 22') entfernt wird.Method for producing a measuring element that has at least one on an injection-molded ceramic body ( 11 ; 21 ) functional layer ( 12 ; 22 . 22 ' ), characterized in that the at least one functional layer ( 12 ; 22 . 22 ' ) on at least one plastic film ( 14 ; 24 . 24 ' ) is applied during injection molding of the ceramic body ( 11 ; 21 ) in the injection mold ( 13 ; 23 ) is inserted, and that after demolding of the injection mold ( 13 ; 23 ) formed injection molding ( 16 ; 26 ) the at least one plastic film ( 14 ; 24 . 24 ' ) of the at least one functional layer ( 12 ; 22 . 22 ' ) Will get removed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen der Kunststofffolie (14) durch Abziehen vorgenommen wird.A method according to claim 1, characterized in that the removal of the plastic film ( 14 ) is made by peeling. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen der Kunststofffolie (24, 24') mittels eines thermischen Entbinderprozesses vorgenommen wird.A method according to claim 1, characterized in that the removal of the plastic film ( 24 . 24 ' ) is performed by means of a thermal debinding process. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine beschichtete Kunststofffolie (14; 24) in einen die Form des Keramikkörpers (11; 21) vorgebenden Hohlraum (15; 25) im Spritzwerkzeug (13; 23) so eingelegt wird, dass ihre von der mindestens einen Funktionsschicht (12; 22) abgekehrte Folienfläche (141; 241) an einer Hohlraumwand (151; 251) anliegt.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one coated plastic film ( 14 ; 24 ) in a the shape of the ceramic body ( 11 ; 21 ) predetermining cavity ( 15 ; 25 ) in the injection mold ( 13 ; 23 ) is inserted so that its from the at least one functional layer ( 12 ; 22 ) facing away from the film surface ( 141 ; 241 ) on a cavity wall ( 151 ; 251 ) is present. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens eine weitere Kunststofffolie (24') eine weitere Funktionsschicht (22') aufgebracht und die Kunststofffolie (24') auf einen in den Hohlraum (25) einsetzbaren Kern (30) so aufgelegt wird, dass ihre von der mindestens einen weiteren Funktionsschicht (22') abgekehrte Folienfläche (241') auf dem Kern (30) aufliegt.A method according to claim 4, characterized in that on at least one further plastic film ( 24 ' ) another functional layer ( 22 ' ) and the plastic film ( 24 ' ) on one in the cavity ( 25 ) usable core ( 30 ) is placed so that its from the at least one further functional layer ( 22 ' ) facing away from the film surface ( 241 ' ) on the core ( 30 ) rests. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein keramisches Material in den Hohlraum (15; 25) des Spritzwerkzeugs (13; 23) druckeingespritzt wird, das elektrisch isolierend ist und eine hohe mechanische Festigkeit gegen Thermoschock und Schlag aufweist.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that a ceramic material in the cavity ( 15 ; 25 ) of the injection molding tool ( 13 ; 23 ) is pressure injected, which is electrically insulating and has a high mechanical strength against thermal shock and shock. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Funktionsschicht (12; 22, 22') durch schichtweises Auftragen von Pasten mit keramischen Füllstoffen und Metallen hergestellt wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one functional layer ( 12 ; 22 . 22 ' ) is produced by layering pastes of ceramic fillers and metals. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgußteil (16; 26) nach Entfernen der Kunststofffolie (14; 24, 24') einem thermischen Sinterprozeß unterzogen wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the injection molded part ( 16 ; 26 ) after removal of the plastic film ( 14 ; 24 . 24 ' ) is subjected to a thermal sintering process. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzwerkzeug (13; 23) konstruktiv so gestaltet wird, dass die mindestens eine beschichtete Kunststofffolie (14; 24, 24') gegen Verschieben oder Verwellen im Spritzwerkzeug (13; 23) stabilisiert ist.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the injection molding tool ( 13 ; 23 ) is structurally designed so that the at least one coated plastic film ( 14 ; 24 . 24 ' ) against shifting or Verwellen in the injection mold ( 13 ; 23 ) is stabilized.
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