FUERST, Rainer (Am Eckschach 23, Immenstadt, 87509, DE)
ZADACH, Peter (Melanchthonstr. 40, Reutlingen, 72770, DE)
KAISER, Harry (Weberstr 37, Markgroeningen, 71706, DE)
DOBERSCHUETZ, Christian (Ziegelstr. 7, Marbach, 71672, DE)
GRELL, Philipp (Lindenstr. 80, Bietigheim-Bissingen, 74321, DE)
FUERST, Rainer (Am Eckschach 23, Immenstadt, 87509, DE)
ZADACH, Peter (Melanchthonstr. 40, Reutlingen, 72770, DE)
KAISER, Harry (Weberstr 37, Markgroeningen, 71706, DE)
DOBERSCHUETZ, Christian (Ziegelstr. 7, Marbach, 71672, DE)
Ansprüche
1. Anschlusseinheit (10) für eine Druckmesszelle (14), umfassend zumindest ein Gegenstück (80), das zumindest ein Kontaktmittel (82) aufweist, über das zumindest ein von der Druckmesszelle (14) beeinflusstes elektrisches Signal abgreifbar ist, wobei ein Innenraum des Gegenstücks (80) zumindest teilweise der Aufnahme eines Steckers (40) dient, über den das von der Druckmesszelle (14) beeinflusste Signal an das Kontaktmittel (82) des Gegenstücks (80) gelangt, wobei das Kontaktmittel (82) über eine Aussparung (87) nach außen geführt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dass das Gegenstück (80) hülsenförmig ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Gegenstück (80) zumindest einen Schlitz (88) aufweist, der das Kontaktmittel (82) zumindest teilweise aufnimmt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (82) zumindest eine Kontaktfeder (86) aufweist, die in den Innenraum des Gegenstücks (80) hineinragt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (82) zuerst im Wesentlichen parallel zur Achse der Gegenstücks (80) verläuft und dann gebogen nach außen, vor- zugsweise senkrecht zur Achse des Gegenstücks (80), geführt ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (82) am Ende seitlich gebogen, vorzugsweise parallel zur Achse des Gegenstücks (80), ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Gegenstücks (80) im wesentlichen achteckförmig ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel des Gegenstücks (80) als Kontaktfahne
(82) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück (80) am unteren Ende eine Auflagefläche
(83) aufweist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kontaktmittel (82, 56) von Gegenstück (80) und Stecker
(40) so ausgebildet sind, dass axialen und/oder radialen Versatz von Gegenstück (80) und Stecker (40) zueinander ausgleichen werden kann. |
Beschreibung
Titel
Anschlusseinheit für eine Druckmesszelle
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Anschlusseinheit für einen Druckmesszelle nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. So ist bereits aus DE 10 2004 033 846 Al ein Ventil mit integriertem Drucksensor bekannt. Der Drucksensor ist im Ventildom integ- riert, so dass keine weiteren Aufbau- und Halteelemente notwendig sind. Durch eine
Bohrung im Polkern des Ventildoms wird der Druck der Hydraulikflüssigkeit auf die Messmembran der Messzelle übertragen. In einer Leiterplatte sind mehrere Durchgangsbohrungen ausgebildet, durch welche die elektrischen Kontakte des Drucksensors und/oder des elektrischen Teils des Ventils hindurchgeführt sind. Eine Kontaktie- rung des Drucksensors erfolgt beispielsweise über Bonds.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine platzsparende und robuste Anschlusseinheit für einen Drucksensor vorzusehen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.
Vorteile der Erfindung
Die Anschlusseinheit für eine Druckmesszelle gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, dass der vorgeschlagene Gegenstück besonders niedrig baut und somit nicht mehr höhenbestimmend ist. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass das Gegenstück um die Druckmesszelle beziehungsweise um einen Schaltungsträger und einen Stecker herum gebaut wird, so dass die Bauhöhe des Drucksensors vollständig für die Anschlusseinheit ausgenutzt werden kann. Auf dem Schaltungsträger befindet sich zumindest eine Schaltung oder zumin-
dest ein elektronisches Bauteil zur Aufbereitung (Filterung, Signalverstärkung oder ähnliches) zumindest eines Ausgangssignals der Druckmesszelle.
Weiterhin ist zur Kontaktierung zumindest ein Kontaktmittel, beispielsweise eine Kon- taktfeder vorgesehen, welche mit einem Kontaktblech eines des Steckers zusammenwirkt. Dadurch lässt sich vorteilhaft der notwendige axiale Toleranzbereich der Anschlusseinheit verwirklichen. Somit können auch fertigungsbedingte Toleranzen, bedingt durch den inneren Aufbau, Einstellungen und Verstellungen der Magnetventile einfach ausgeglichen werden. über das Kontaktmittel kann mit dem Stecker vorzugs- weise eine elektrische Verbindung durch schleifenden Kontakt hergestellt wird. Dadurch werden eventuell vorhandene Schmutzpartikel von den Kontaktpartnern beim Fügen beiseite geschoben. Dadurch verbessert sich die elektrische Kontaktierung, beispielsweise gegenüber einem Punktkontakt, wie dies bei Federstiften auf Kontaktplatte vorgesehen wäre. Bei der schleifenden Art der Kontaktierung ist zudem eine Reibkor- rosion des Kontakts minimiert.
Dadurch dass die Kontaktflächen des Gegenstücks radial angeordnet sind, wird eine bauhöhenneutrale Kontaktierung ermöglicht. Auch die Querkräfte auf die Druckmesszelle sind minimiert, da nur sehr geringe Relativbewegungen der Anschlusseinheit bzw. des Aufnahmemittels der Ventilspule zum Drucksensor vorliegen.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gegenstück hül- senförmig aufgebaut ist und das Kontaktmittel an der Innenseite des Gegenstücks, vorzugsweise an der zylinderförmigen Innenseite des Gegenstücks, an- geordnet ist. Dadurch verringert sich nochmals die Höhe des Bauraums, da einerseits der Innenraum für die Aufnahme des Steckers mit Schaltungsträger genutzt werden kann, während nach außen hin vorzugsweise radial die Kontaktierung beispielsweise mit dem Stanzgitter erfolgen kann.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Anschlusseinheit für einen Druckmesszelle ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigen:
Die Figur 1 eine perspektivische Ansicht der Anschlusseinheit, bestehend aus Stecker und Gegenstück, angeordnet auf einem Ventil,
die Figur 2 eine perspektivische Darstellung des Gegenstücks,
die Figur 3 eine perspektivische Darstellung des Steckers,
die Figur 4 die von einem Stecker überdeckte Sensorelektronik sowie
die Figur 5 eine perspektivische Schnittdarstellung von Gegenstück, Stecker, Schaltungsträger und Druckmesszelle im auf dem Ventil montierten Zustand.
Ein nicht näher bezeichneter Ventilblock, beispielsweise zur Steuerung einer Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug, weist mehrere Ventile 16 auf. Auf diese
Ventile 16 ist jeweils eine Druckmesszelle 14 angeordnet, um einen Druck des durch das jeweilige Ventil 16 gesteuerten Fluids zu erfassen. Hierzu ist eine Anschlusseinheit 10 vorgesehen, welche aus einem Gegenstück 80 und einem darin lösbar verbundenen Stecker 40 besteht. Durch das Gegenstück 80 wird eine elektrische Kontaktierung der Druckmesszelle 14 mit dem Stecker 40 hergestellt.
Das Gegenstück 80 ist vorzugsweise auf dem Spulenmantel bzw. bei alternativer Spulenausführung auf dem Spulenboden des Ventils 16 ausgerichtet. Alternativ wäre auch eine Ausrichtung am Wicklungsträger des Ventils 16 möglich. Das Gegenstück 80 ist über Kontaktfahnen 82 als Kontaktmittel mit dem Stanzgitter 84 verbunden zur Kontaktierung zur weiterverarbeitenden Elektronik. Alternativ könnte jedoch auch die Anbindung zur weiterverarbeitenden Elektronik über flexible Kabel erfolgen.
- A -
In Verbindung mit Figur 2 wird das Gegenstück 80 näher erläutert. Das Gegenstück 80 ist hülsenförmig ausgeführt, wobei die Innenkontur im Wesentlichen zylinderförmig ausgeführt ist. Die Außenkontur des Gegenstücks 80 weist eine achteckförmige Struktur auf. Jede zweite der achteckförmigen Außenfläche des Gegenstücks 80 weist eine nach oben offene Ausnehmung 87 auf, die seitlich in axialer Richtung in zwei gegenüberliegenden Führungsschlitzen 88 ausläuft. Aussparungen 87 und zugehörige Führungsschlitze 88 dienen der Aufnahme jeweils einer Kontaktfahne 82. Der obere Bereich der Kontaktfahne 82 wird durch die Führungsschlitze 88 aufgenommen. In diesem oberen Bereich sind zur In- nenseite hin ausgestellte Kontaktfedern 86 vorgesehen, welche mit den Kontaktblechen 56 des Steckers 40 zusammenwirken. Die Breite der Kontaktfahne 82 verringert sich zum Ende des Bereichs hin, ist um 90° gebogen und steht in radialer Richtung nach außen ab. Das Ende des nach außen abstehenden radialen Bereichs der Kontaktfahne 82 ist am Ende seitlich um 90° nach oben abgewin- kelt. Die seitlich nach oben abgewinkelten Bereiche der Kontaktfahnen 82 dienen als Anschlusspunkte für das Spulenstanzgitter 84, welches an den gewünschten Anschlusspunkten ebenfalls um 90° nach oben hin abgebogen wird. Unten wird das Gegenstück 80 abgeschlossen durch eine Auflagefläche 83. In der Auflagefläche 83 können öffnungen zur Befestigung des Aufnahmemittels 80 am Ventil 16 vorgesehen sein.
In Figur 3 ist der Stecker 40 näher gezeigt. Der Stecker 40 ist vorzugsweise zylindrisch beziehungsweise kappenförmig ausgeführt. In Umfangsrichtung weist der Stecker 40 vier nach oben offene, jedoch zur Innenseite hin geschlossene vorzugsweise rechteckförmig gebogene Ausnehmungen 55 auf, die der Aufnahme von auf die Geometrie der Ausnehmung 55 abgestimmten Kontaktblechen 56 dienen. Diese Kontaktbleche 56 werden nachträglich auf den Stecker 40 aufgeschoben und durch Warmverstemmung 58 gesichert.
Der Stecker 40 wird über einem Schaltungsträger 20 angeordnet. Der im Wesentlichen rechteckförmig ausgeführte Schaltungsträger 20 ist beispielsweise mit einer integrierter Schaltung 24 und elektronischen Bauteilen 26 bestückt. Die integrierte Schaltung 24 und die elektronischen Bauteile 26 sind über elektrische Verbindungen 27 mit Anschlusspunkten 18 einer Messbrücke 19 der Druck-
messzelle 14 elektrisch kontaktiert. Die Kontaktierung der elektrischen Verbindungen 27 mit den jeweiligen Anschlusspunkten 18 erfolgt vorzugsweise mittels Leitkleber. Die Ausgangssignale der integrierten Schaltung 24 und der elektronischen Bauteile 26 werden durch elektrische Verbindungen 27 vier Leitkleber- punkten 30 zugeführt. Die Leitkleberpunkte 30 sind an der Oberseite des Schaltungsträgers 20 angeordnet und jeweils durch in axialer Richtung orientierte Stege 54 voneinander getrennt. Der Schaltungsträger 20 ist beispielsweise als Spritzgussteil ausgeführt in sogenannter Ml D-Technik (Moulded Interconnect Device). An den beiden Seitenflächen des Schaltungsträgers 20 befinden sich gegenüberliegende Rastnasen 52. Diese Rastnasen 52 wirken mit zwei Durchbrüchen 68 des Steckers 40 zusammen, um eine lagedefinierte Verbindung zwischen Schaltungsträger 20 und Stecker 40 zu unterstützen. Der Stecker 40 wird auf den Schaltungsträger 20 aufgeschoben, bis die Rastnasen 52 in die Durchbrüche 68 eingreifen. Die Innenkontur des Steckers 40 ist auf die Außenkontur des Schaltungsträgers 20 mit darauf angeordneten Schaltungen 24 bzw. elektronischen Bauteilen 26 abgestimmt.
Die Druckmesszelle 14 wird auf dem Polkern des Ventils 16 positioniert. Das Ventil 16 kann Bestandteil eines Hydraulikblocks sein, welches wiederum Teil ei- ner Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs ist. Insbesondere bei Antiblockiersyste- men bzw. elektronischen Stabilitätssystemen kann diese Anordnung zum Einsatz kommen. Die Druckmesszelle 14 weist eine Messbrücke 19 auf, die anhand der Ausdehnung einer Membran den Druck des im Ventil 16 befindlichen Fluids er- fasst. Messbrücke 19 bzw. Druckmesszelle 14 weisen beispielsweise vier elektri- sehe Anschlusspunkte 18 auf. Die an den Anschlusspunkten 18 anliegenden e- lektrischen Signale müssen in besonders kompakter Form abgegriffen und aufbereitet werden, um sie dann weiterverarbeitenden Steuergeräten zuzuführen. Neben hohem Miniaturisierungsgrad muss die Anschlusseinheit 10 auch hohen Toleranzanforderungen (primär bezüglich Länge und Schiefstand des Ventils 16) gerecht werden. Weiterhin soll auch die Reibkorrosion der elektrischen Kontaktierung minimiert werden. Durch die Integration der Druckmesszelle 14 auf das Ventil 16 wird die Trennbarkeit des zusätzlichen Steuergeräts vom Pumpengehäuse erreicht. Um eine Minimierung der Toleranzen zu erreichen, wird das Gegenstück 80 auf der Ventilspule, vorzugsweise auf dem Spulenmantel bzw. bei
alternativer Spulenausführung auf dem Spulenboden. Alternativ könnte das Gegenstück 80 auch am Wicklungsträger ausgerichtet werden. Weiterhin könnte das Gegenstück 80 auch als Kappe ausgeführt werden, d. h. sie könnte auch oben geschlossen ausgeführt werden.
Die Kontaktierung der Kontaktfahnen 82 zur weiterverarbeitenden Elektronik (beispielsweise das Steuergerät) erfolgt über das Spulenstanzgitter 84. Ein eventuell notwendiger Toleranzausgleich kann über eine Mäandrierung 85 im Spulenstanzgitter 84 zusätzlich vorgesehen werden. Alternativ wäre jedoch auch ei- ne Anbindung durch flexible Kabel möglich. Der Innendurchmesser des Gegenstücks 80 ist so bemessen, dass die Druckmesszelle 14 bzw. Messbrücke 19 sowie darauf angeordneten Schaltungsträger 20 umschlossen wird. Weiterhin dient der im Wesentlichen zylinderförmige Innendurchmesser des Gegenstücks 80 der Aufnahme des Steckers 40.
Stecker 40 und Gegenstück 80 werden miteinander verbunden, indem der Stecker 40 in das Innere des Aufnahmemittels 80 gelangt. Beim Fügen reibt die Kontaktfahne 82 auf der Landefläche des Kontaktblechs 56 und ermöglicht damit einen besseren Kontakt, da eventuell vorhandene Partikel in diesem Bereich ab- gestreift und nicht eingeklemmt werden. Im montiertem Zustand ist nun ein Kontakt zwischen der Druckmesszelle 14 und über die elektrischen Verbindungen 27, gegebenenfalls elektronischen Bauteilen 26 bzw. integrierte Schaltung 24, Kontaktbleche 56, Kontaktfedern 86 der Anschlussfahnen 82 - mit Spulenstanzgitter 84 und ggf. einem weiterverarbeitenden Steuergerät erreicht.
Next Patent: CONNECTOR UNIT FOR A PRESSURE MEASUREMENT CELL