WO2015121486A1 - Vormontagebaugruppe für eine sensoreinheit und korrespondierende sensor-einheit - Google Patents

Vormontagebaugruppe für eine sensoreinheit und korrespondierende sensor-einheit Download PDF

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WO2015121486A1
WO2015121486A1 PCT/EP2015/053273 EP2015053273W WO2015121486A1 WO 2015121486 A1 WO2015121486 A1 WO 2015121486A1 EP 2015053273 W EP2015053273 W EP 2015053273W WO 2015121486 A1 WO2015121486 A1 WO 2015121486A1
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WO
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carrier
measuring element
sensor
circuit
circuit carrier
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PCT/EP2015/053273
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French (fr)
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Michael Schlitzkus
Stefan Lehenberger
Anna WONDRAK
Helmut SEIBAND
Valentin Notemann
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0061—Electrical connection means
    • G01L19/0069—Electrical connection means from the sensor to its support
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/142—Multiple part housings

Definitions

  • Pre-assembly assembly for a sensor unit and corresponding sensor unit
  • the invention relates to a preassembly assembly for a sensor unit according to the preamble of independent claim 1 and of a corresponding sensor unit according to the preamble of independent claim 11.
  • a generic sensor unit with a protective sleeve is known in which at least one measuring cell, which detects in particular a pressure of a hydraulic block, and a circuit substrate are arranged with a perpendicular to the circuit board printed circuit board, which is an electronic circuit with at least an electronic and / or electrical component.
  • the measuring cell has at least one connection point, via which at least one electrical output signal of the measuring cell can be tapped off.
  • the circuit carrier forms an internal interface, which picks up the at least one electrical output signal of the measuring cell and applies it to the electronic circuit. Via an external interface, an output signal of the electronic circuit can be tapped.
  • the internal interface at a first end of the protective sleeve and the external interface are formed at a second end of the protective sleeve.
  • the protective sleeve is joined at the first end to a sensor carrier, which has a mounting flange and a measuring connection, which is designed as a self-clinch connection.
  • the mounting flange has a flange edge on which the protective sleeve is supported and via which the sensor unit can be caulked with a fluid block, not shown.
  • the mounting flange comprises a connection region on which the protective sleeve is pressed.
  • the main body of the circuit substrate is a cylinder with a executed inner joining geometry, which is adapted to an outer contour of the measuring cell and encloses the measuring cell.
  • An outer joining geometry on the main body of the circuit carrier comprises two receiving pockets, which each comprise at least one first contact means for electrically contacting the printed circuit board.
  • the at least one first contact means is connected via an external conductor track on the main body of the circuit carrier with at least one second contact means for making electrical contact with the measuring cell.
  • the first joining geometry of the printed circuit board is designed as a recess in the base carrier, which is limited on two opposite sides in each case by a guide leg.
  • the two guide legs of the first joining geometry of the circuit board are each joined to a receiving pocket of the outer joining geometry of the circuit carrier.
  • connecting openings are made in the flange surface, which receive connection pins arranged on the circuit carrier in order to provide a torsion-proof connection
  • an adhesive layer is applied to the flange surface in the illustrated embodiment.
  • the circuit carrier is aligned with the aid of the pin / hole connection to the sensor carrier.
  • the circuit carrier is replaced by a press fit
  • Pin / bore held so that electrically a bond can be made.
  • the lifelong connection between sensor carrier and circuit carrier is realized by the adhesive layer between the two components.
  • the press fit absorbs all process forces that occur on the circuit carrier until the adhesive has hardened.
  • the pre-assembly according to the invention for a sensor unit according to the features of independent claim 1 and the sensor unit according to the invention with the features of independent claim 11 have the advantage that can be made easier by the clip connection of the sensor carrier, since the off-center pin holes can be omitted.
  • assembly steps such as, for example, aligning the sensor carrier with the measuring cell layout can be dispensed with or executed with greater tolerances, such as, for example, aligning the circuit carrier with the measuring cell. lenlayout. This means that the measuring cell can be welded without alignment to the sensor carrier.
  • the circuit carrier is simply aligned with the outer contour of the measuring element via the inner joint geometry and clipped onto the sensor carrier.
  • the clip connection establishes the life-permanent connection between the sensor carrier and the circuit carrier and can be given an additional anti-rotation protection by two small adhesive dots.
  • the clip connection advantageously allows a direct power dissipation of the contact forces in the external contacting of the sensor unit over the
  • the Garklebung can be omitted as a lifetime bond between the sensor carrier and the circuit carrier.
  • Embodiments of the invention can be made particularly compact, since the circuit carrier forms only the internal interface and is arranged at the first end of the protective sleeve.
  • the circuit board is simultaneously formed as a structural component within the protective sleeve and joined to the circuit carrier at the first end face.
  • the printed circuit board is joined to a support unit, which supports the printed circuit board against the protective sleeve. As a result, the height of the sensor unit can be reduced in an advantageous manner.
  • Embodiments of the present invention provide a preassembly assembly for a sensor unit that includes a sensing element, a rotationally symmetric sensor carrier, and a circuit carrier.
  • the measuring element is mechanically connected to the sensor carrier and the circuit carrier has an internal interface, which picks up at least one electrical output signal of the measuring element.
  • a main body of the circuit carrier is designed as a hollow cylinder with an inner joining geometry, which is adapted to an outer contour of the measuring element and surrounds the measuring element.
  • the main body of the circuit carrier is mechanically connected to the sensor carrier.
  • the sensor carrier has a first clip geometry and the main body of the circuit carrier has a corresponding second clip geometry, which is used to produce a
  • a sensor unit which has a protective sleeve in which a measuring element, a circuit carrier and a connection device are arranged with a printed circuit board perpendicular to the circuit board, which carries an electronic circuit with at least one electronic and / or electrical component, and a support unit, which comprises a base body with an outer contour and closes the protective sleeve.
  • the measuring element is connected to a rotationally symmetrical sensor carrier, which has a mounting flange with a connection region for the protective sleeve.
  • a main body of the circuit carrier is mechanically connected to the sensor carrier and has an internal interface which picks up at least one electrical output signal of the measuring element and applies it to the electronic circuit.
  • the main body of the support unit forms an external interface with at least one electrical contact point, via which at least one output signal of the electronic circuit can be tapped off.
  • the at least one contact point is electrically connected via an electrical connection with a corresponding contact point of the printed circuit board.
  • the measuring element and the sensor carrier and the circuit carrier form a preassembly assembly according to the invention.
  • the first clip geometry can be introduced as a circumferential receiving groove in a mounting flange of the sensor carrier.
  • the second clip geometry may include a plurality of resilient latching arms with locking lugs.
  • the latching lugs can engage with latched circuit carrier in the circumferential receiving groove of the sensor carrier latching.
  • the patch and latched circuit carrier can be secured against rotation by at least two holding adhesive points, which can be applied in each case next to a locking arm on a flange surface of the sensor carrier.
  • the rotationally symmetrical sensor carrier can be used as a turned part with a tubular gene carrier and the measuring element can be designed as a pressure measuring cell, which can be placed on the tubular support and fluid-tightly connected to the sensor carrier.
  • two receiving pockets for receiving corresponding guide limbs of a printed circuit board can be formed on the main body of the circuit carrier as outer joining geometry.
  • the base body may have four electrically conductive regions on a first end face, which each form a first contact point and a second contact point.
  • the first contact points can each be designed as contact surfaces, which extend into the receiving pockets and can be contacted with corresponding contact points of the printed circuit board.
  • the second contact points can each be designed as bonding surfaces, which can be contacted via bonding wires with corresponding contact points of the measuring element.
  • four axially extending elastic latching arms can be formed with latching lugs on a second end face of the base body, which are each arranged below a second contact point designed as a bonding surface.
  • the latching arms can result in an improved frictional connection between the circuit carrier and the sensor carrier, since the latching arms lie directly below the bonding region, which can advantageously lead to a more uniform bonding result.
  • the main body of the circuit substrate can be designed as a plastic injection part, which encloses a stamped grid at least partially, wherein exposed areas of the stamped grid can form the four electrically conductive regions on the first end side of the main body.
  • FIG. 1 and 2 each show a schematic perspective partial sectional view of an embodiment of a sensor unit according to the invention with a preassembly assembly according to the invention.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective view of a sensor carrier with a fastening flange and a measuring cell for the sensor unit according to the invention from FIG. 1 or 2 before joining the measuring cell to the sensor carrier.
  • FIG. 4 shows a schematic perspective illustration of the sensor carrier with a fastening flange and a measuring cell for the sensor unit according to the invention from FIG. 1 or 2 after joining the measuring cell to the sensor carrier.
  • FIG. 5 shows a schematic perspective view of a circuit carrier for the sensor unit according to the invention from FIG. 1 or 2.
  • FIG. 6 shows a schematic sectional illustration of the circuit carrier from FIG. 5 along the section line VI-VI.
  • FIG. 7 shows a schematic perspective illustration of the sensor carrier and of a circuit carrier for the sensor unit according to the invention from FIG. 1 or 2 before the joining of the circuit carrier to the sensor carrier.
  • FIG. 8 shows a schematic perspective view of the preassembly assembly according to the invention for the sensor unit according to the invention from FIG. 1 or 2.
  • FIG. 9 shows a schematic perspective illustration of the preassembled subassembly according to the invention for the sensor unit according to the invention from FIG. 1 or 2 after the bonding and before the joining of the protective sleeve.
  • 10 shows a schematic perspective illustration of the exemplary embodiment of the sensor unit according to the invention from FIGS. 1 and 2 during the insertion of a connection device into the protective sleeve.
  • the exemplary embodiment of the sensor unit 1 comprises a protective sleeve 20, in which a measuring element 50, a circuit carrier 60 and a connecting device 3 with a printed circuit board 40 arranged perpendicular to the circuit carrier 60, which electronic circuit 44 with at least one electronic and / or electrical component 44.1, 44.2 carries, and a support unit 30 are arranged, which comprises a base body 32 having an outer contour 37 and the protective sleeve 20 closes.
  • the measuring element 50 is a rotationally symmetrical
  • Sensor carrier 10 mechanically connected, which has a mounting flange 12 with a connecting portion 16 for the protective sleeve 20.
  • a main body 62 of the circuit carrier 60 is mechanically connected to the sensor carrier 10 and has an internal interface 24, which picks off at least one electrical output signal of the measuring element 50 and to the electronic
  • Circuit 44 applies.
  • the main body 32 of the support unit 30 forms an external interface 26 with at least one electrical contact point 34, via which at least one output signal of the electronic circuit 44 can be tapped off.
  • the at least one contact point 34 is electrically connected via an electrical connection to a corresponding contact point 46 of the printed circuit board 40.
  • the illustrated embodiment of the preassembly assembly 9 according to the invention for a sensor unit 1 comprises the measuring element 50, the rotationally symmetrical sensor carrier 10 and the circuit carrier 60.
  • the measuring element 50 is provided with the Sensor carrier 10 is mechanically connected and the circuit carrier 60 has an internal interface 24, which picks up at least one electrical output signal of the measuring element 50.
  • a base body 62 of the circuit carrier 60 is designed as a hollow cylinder with an inner joining geometry 65, which is adapted to an outer contour 58 of the measuring element 50 and encloses the measuring element 50.
  • the main body 62 of the circuit carrier 60 is mechanically connected to the sensor carrier 10.
  • the sensor carrier 10 has a first clip geometry and the base body 62 of the circuit carrier 10 has a corresponding second clip geometry, which is used for producing a clip connection between the sensor carrier 10 and the
  • Circuit carrier 60 cooperate.
  • the printed circuit board 40 can be equipped on both sides and comprises an electronic circuit 44 with at least one electronic and / or electrical component 44.1, 44.2, which, for example, amplifies the signal and / or processes a raw signal of the measuring element 50 performs.
  • the electronic circuit 44 includes an application specific integrated circuit
  • the sensor 1 is designed as a pressure sensor in the illustrated embodiment and the at least one measuring element 50 is designed as a pressure measuring cell, which converts the hydraulic pressure into at least one electrical output signal.
  • the measuring element 50 designed as a pressure measuring cell has a plurality of connecting points 52, via which the at least one electrical output signal of the measuring element 50 can be tapped off.
  • the circuit carrier 60 has an internal interface 24, which taps off the at least one electrical output signal of the measuring element 50 and applies it to the electronic circuit 44.
  • an output signal of the electronic circuit 44 can be tapped off via an external interface 26.
  • the internal interface 24 is formed at a first end 20.1 of the protective sleeve 20, and the external interface 26 is at a second end 20.2 of the protective sleeve 20 is formed.
  • the protective sleeve 20 protects the interior of the sensor 1 from excessive mechanical stress.
  • the support unit 30 for the printed circuit board 40 forms the external interface 26 with at least one electrical contact point 34, via which at least one electrical output signal of the electronic circuit 44 can be tapped off.
  • the at least one contact point 34 is electrically connected via an electrical connection to at least one corresponding contact point 46, 48 of the printed circuit board 40.
  • the support unit 30 comprises at least one spring-elastic contact element 38, which is arranged on the outer contour 37 of the main body 32.
  • the base body 32 of the support unit 30 is supported against an inner contour 22 of the protective sleeve 20 and establishes the acting as a ground path electrically conductive connection between the circuit board 40 and protective sleeve 20 ago.
  • the base body 32 of the support unit 30 has a cylindrical shape and, in the exemplary embodiment shown, comprises two half shells 32.1, 32.2, which each have at least one contact point 34 of the external interface 26.
  • Interface 26 and the at least one corresponding contact point 46, 48 of the printed circuit board 40 is made via at least one formed in the main body 32 via 35, which is electrically connected to at least one associated Gegenkotaktstelle 36 in the base body 32, which in turn about at least one solder joint electrically and is mechanically connected to the at least one contact point 46, 48 of the circuit board 40.
  • the support unit 30 has four contact points 34, wherein on each half-shell 32.1, 32.2 two contact points 34 are arranged.
  • the sensor 1 according to the invention on each half-shell 32.1, 32.2 of the base body 32 of the support unit
  • the support unit 30 arranged a resilient contact element 38, so that in the assembled state on the outer contour 37 of the base body 32, two opposing resilient contact elements 38 are arranged. Furthermore, the main body 32 of the support unit 30 has a protruding edge 33, which closes the protective sleeve 20 in the joined state.
  • the support unit 30 is inserted in a play-movable manner at the second end 20.2 of the protective sleeve 20 and is supported by the two resilient contact elements 38 against the inner contour 22 of the protective sleeve 20, which has an electrically conductive coating 22.1 or is made of an electrically conductive material to form a ground path ,
  • the protective sleeve 20 is designed as a hollow cylinder in the illustrated embodiment.
  • the protective sleeve 20 is joined at the first end 20.1 with the sensor carrier 10, which has the mounting flange 12 and a measuring port 18, which is designed as a self-clinching connection.
  • the mounting flange 12 has a Flanschkante on which the protective sleeve 20 is supported and via which the pressure sensor 1 can be caulked with a fluid block, not shown.
  • the mounting flange 12 includes a stepped flange surface 14, wherein the step 16 between the flange edge and the flange surface 14 is used in the illustrated embodiments as a connecting portion on which the protective sleeve 20 is pressed.
  • the protective sleeve 20 can be welded at the transition of the step 16 to the flange with the mounting flange 12.
  • 64 two receiving pockets for receiving corresponding guide legs 42. 4 of the printed circuit board 40 are formed on the main body 62 of the circuit carrier 60 as outer joining geometry 64.
  • the main body 62 of the circuit carrier 60 has four electrically conductive regions on a first end face, which each form a first contact point 66 and a second contact point 68.
  • the first contact points 66 are each designed as contact surfaces, which extend into the receiving pockets and can be contacted with corresponding contact points 46 of the printed circuit board 40.
  • the second contact points 68 are each designed as bonding surfaces, which can be contacted via bonding wires 54 with corresponding contact points 52 of the measuring element 50.
  • the main body 62 of the circuit carrier 60 is executed in the illustrated embodiment as a plastic injection molded part, which contains a punched grid at least partially encloses.
  • the exposed areas of the stamped grid form the four electrically conductive areas on the first end face of the main body 62.
  • the circuit carrier 60 can be embodied, for example, as a plastic injection-molded part in MID-1 K (MID: Molded Interconnected Device) technology or as a plastic injection molded part in MID-2 K technology.
  • the printed circuit board 40 has on the base support 42 a recess 42.3, which is bounded on two opposite sides in each case by a guide leg 42.4.
  • the two guide legs 42.4 of the printed circuit board 40 are each provided with a receiving pocket of the outer joining geometry 64 of the circuit carrier
  • the two guide legs 42.4 of the circuit board 40 are guided over inner guide edges in the receiving pockets of the circuit substrate 60. Additionally or alternatively, the guide legs 42.4 of the printed circuit board 40 can also be guided over outer guide edges on the inner contour 22 of the protective sleeve 20.
  • the circuit board 40 may have a predetermined small angle of inclination to the vertical vertical axis of the sensor 1 if necessary.
  • the base support 42 of the printed circuit board 40 which is essentially perpendicular to the end face of the circuit carrier 60, has contact surfaces 46 in the region of the guide limbs 42.4, which have corresponding first contact points 66 or contact surfaces in the region of the outer joining geometry 64 on the main body 62 of the circuit substrate 60, the internal electrical interface 24 form.
  • the base support 42 of the printed circuit board 40 has contact points 46, 48 which are contacted by the corresponding mating contact points of the half shells 32. 1, 32.
  • the half-shells 32.1, 32.2 of the main body 32 of the support unit 30 are executed in the illustrated embodiment, each as a plastic injection molded part, in which stamped grid are embedded, which form the contact points 34 of the external interface 26 and the vias and the mating contact points and the connection points 31.
  • the fastening flange 12 can be connected, for example, by means of a self-clinching connection 18 to the not shown Fluid block pressed or tethered.
  • connection region 16 for pressing on or welding the protective sleeve 20 splices are provided on the flange surface 14, to which retaining adhesive 5 can be applied in order to prevent rotation of the base body 62 of the circuit substrate 60.
  • the designed as a pressure measuring cell measuring element 50 is mounted on a tubular support 11 of the mounting flange 12, that depending on the pressure of the fluid in the hydraulic block, a measuring diaphragm 50.1 of the pressure measuring cell is deformed. The deformation of the measuring diaphragm 50.1 is detected by a measuring bridge 56.
  • the measuring bridge 56 is connected to four contact points 52 which are electrically connected in each case via bonding wires 54 with the second contact points 68 of the circuit carrier 60 designed as bonding surfaces.
  • the rotationally symmetric sensor carrier 10 is designed as a rotating part.
  • the measuring element 50 is welded to the sensor carrier 10.
  • the circuit carrier 60 is clipped.
  • the bonding connections between the measuring element 50 and the circuit carrier 60 are produced, and the assembly of the preassembly assembly 9 according to the invention is completed.
  • adhesive is applied to the holding adhesive sites 5 to a
  • the patch and latched circuit substrate 60 is secured by two holding adhesive points 5 against rotation, which are each applied next to a locking arm 62.1 on the flange surface 14 of the sensor carrier 10.
  • a holding adhesive point 5 is applied in the receiving pockets in order to fix the printed circuit board 40. Then the protective sleeve 20 is pressed and possibly fixed with a spot weld.
  • the guide plate 40 is inserted into the receiving pockets of the outer joining geometry 64 on the main body 62 of the circuit carrier 60 and optionally fixed there with holding adhesive 5 and conductive adhesive 7 to form an electrically conductive To ensure connection between the circuit substrate 60 and the circuit board 40 and to fix the circuit board 40.
  • the holding adhesive 5 is introduced, for example, to base surfaces of the receiving pockets of the circuit carrier 60 and the conductive adhesive is, for example, on the contact surfaces 46 of the circuit board 40th applied.
  • the first contact points 66 on the base body 62 of the circuit substrate can be designed as resilient contact elements which exert a force perpendicular to the insertion of the circuit board 40 force on the contact surfaces 46 of the circuit board 40 and at the same time fix the inserted into the receiving pockets of the outer joining geometry 64 printed circuit board 40 so that it can be dispensed with the holding adhesive 5 and the conductive adhesive 7 at this point.
  • connection device according to the invention described is particularly suitable for use in a pressure sensor for braking systems of motor vehicles, but is not limited thereto.
  • the connecting device according to the invention can also be used for optical and / or acoustic measuring cells.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vormontagebaugruppe (9) für eine Sensoreinheit (1) mit einem Messelement (50), einem rotationssymmetrischen Sensorträger (10) und einem Schaltungsträger (60), wobei das Messelement (50) mit dem Sensorträger (10) verbunden ist und der Schaltungsträger (60) eine interne Schnittstelle (24) aufweist, welche mindestens ein elektrische Ausgangssignals des Messelements (50) abgreift, wobei ein Grundkörper (62) des Schaltungsträgers (60) als Hohlzylinder mit einer inneren Fügegeometrie (65) ausgeführt ist, welche an eine Außenkontur (58) des Messelements (50) angepasst ist und das Messelement (50) umschließt, und wobei der Grundkörper (62) des Schaltungsträgers (60) mit dem Sensorträger (10) mechanisch verbunden ist, und eine korrespondierende Sensoreinheit (1) mit einer solchen Vormontagebaugruppe (9). Erfindungsgemäß weist der Sensorträger (10) eine erste Clipsgeometrie und der Grundkörper (62) des Schaltungsträgers (10) eine korrespondierende zweite Clipsgeometrie auf, welche zur Herstellung einer Clipsverbindung zwischen dem Sensorträger (10) und dem Schaltungsträger (60) zusammenwirken.

Description

Beschreibung Titel
Vormontagebaugruppe für eine Sensoreinheit und korrespondierende Sensoreinheit
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vormontagebaugruppe für eine Sensoreinheit nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 und von einer korrespondierenden Sensoreinheit nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 11.
Aus der DE 10 2012 204 904 AI ist eine gattungsgemäße Sensoreinheit mit einer Schutzhülse bekannt, in welcher mindestens eine Messzelle, welche insbesondere einen Druck eines Hydraulikblocks erfasst, und ein Schaltungsträger mit einer senkrecht zum Schaltungsträger gestellten Leiterplatte angeordnet sind, welche eine elektronische Schaltung mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil umfasst. Die Messzelle weist mindestens einen Anschlusspunkt auf, über welchen mindestens ein elektrisches Ausgangssignal der Messzelle abgreifbar ist. Der Schaltungsträger bildet eine interne Schnittstelle aus, welche das mindestens eine elektrische Ausgangssignal der Messzelle abgreift und an die elektronische Schaltung anlegt. Über eine externe Schnittstelle ist ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung abgreifbar. Hierbei sind die interne Schnittstelle an einem ersten Ende der Schutzhülse und die externe Schnittstelle an einem zweiten Ende der Schutzhülse ausgebildet. Die Schutzhülse ist am ersten Ende mit einem Sensorträger gefügt, welcher einen Befestigungsflansch und einen Messanschluss aufweist, welcher als Self-Clinch- Anschluss ausgeführt ist. Der Befestigungsflansch weist eine Flanschkante auf, auf welcher sich die Schutzhülse abstützt und über welche die Sensoreinheit mit einem nicht dargestellten Fluidblock verstemmt werden kann. Zudem umfasst der Befestigungsflansch einen Verbindungsbereich, auf welchem die Schutzhülse aufgepresst ist. Der Grundkörper des Schaltungsträgers ist als Zylinder mit einer inneren Fügegeometrie ausgeführt, welche an eine Außenkontur der Messzelle angepasst ist und die Messzelle umschließt. Eine äußere Fügegeometrie am Grundkörper des Schaltungsträgers umfasst zwei Aufnahmetaschen, welche jeweils mindestens ein erstes Kontaktmittel zur elektrischen Kontaktierung der Lei- terplatte umfassen. Das mindestens eine erste Kontaktmittel ist über eine außenliegende Leiterbahn am Grundkörper des Schaltungsträgers mit mindestens einem zweiten Kontaktmittel zur elektrischen Kontaktierung der Messzelle verbunden. Die erste Fügegeometrie der Leiterplatte ist als Aussparung im Grundträger ausgeführt, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils von einem Füh- rungsschenkel begrenzt ist. Die beiden Führungsschenkel der ersten Fügegeometrie der Leiterplatte sind jeweils mit einer Aufnahmetasche der äußeren Fügegeometrie des Schaltungsträgers gefügt. Neben dem oben beschriebenen Verbindungsbereich zum Aufpressen bzw. Verschweißen der Schutzhülse sind in die Flanschoberfläche Verbindungsöffnungen eingebracht, welche am Schaltungs- träger angeordnete Verbindungszapfen aufnehmen, um eine verdrehsichere
Verbindung des Schaltungsträgers mit dem Sensorträger zu ermöglichen. Zum Fügen des Schaltungsträgers mit dem Sensorträger wird im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kleberschicht auf die Flanschoberfläche aufgebracht. Der Schaltungsträger wird mit Hilfe der Zapfen/Bohrungsverbindung zum Sensorträ- ger ausgerichtet. Der Schaltungsträger wird durch eine Presspassung zwischen
Zapfen/Bohrung festgehalten, so dass elektrisch eine Bondverbindung hergestellt werden kann. Die lebenslange Verbindung zwischen Sensorträger und Schaltungsträger wird durch die Kleberschicht zwischen den beiden Komponenten realisiert. Die Presspassung nimmt alle, bis zum Aushärten des Klebstoffs, auftre- tenden Prozesskräfte auf den Schaltungsträger auf.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Vormontagebaugruppe für eine Sensoreinheit gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße Sensoreinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Clipsverbindung der Sensorträger einfacher hergestellt werden kann, da die außermittigen Zapfenbohrungen entfallen können. Zudem können Montageschritte, wie beispielsweise das Ausrichten des Sensor- trägers zum Messzellenlayout entfallen oder mit größeren Toleranzen ausgeführt werden, wie beispielweise das Ausrichten des Schaltungsträgers zum Messzel- lenlayout. Das bedeutet, dass die Messzelle ohne Ausrichtung auf den Sensorträger geschweißt werden kann. Der Schaltungsträger wird über die innere Fü- gegeometrie einfach nach der Außenkontur des Messelements ausgerichtet und auf den Sensorträger geclipst. Die Clipsverbindung stellt die lebensdauerfeste Verbindung zwischen dem Sensorträger und dem Schaltungsträger her und kann durch zwei kleine Klebepunkte eine zusätzliche Verdrehsicherung erhalten. Die Clipsverbindung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine direkte Kraftableitung der Kontaktkräfte bei der externen Kontaktierung der Sensoreinheit über die
Clipsgeometrien. Außerdem kann die Halteklebung als lebensdauerfeste Verbindung zwischen dem Sensorträger und dem Schaltungsträger entfallen.
Ausführungsformen der Erfindung können besonders kompakt aufgebaut werden kann, da der Schaltungsträger nur die interne Schnittstelle ausbildet und am ersten Ende der Schutzhülse angeordnet ist. Die Leiterplatte ist innerhalb der Schutzhülse gleichzeitig als Strukturbauteil ausgebildet und an der ersten Stirnseite mit dem Schaltungsträger gefügt. An der zweiten Stirnseite ist die Leiterplatte mit einer Stützeinheit gefügt, welche die Leiterplatte gegen die Schutzhülse abstützt. Dadurch kann in vorteilhafter Weise die Bauhöhe der Sensoreinheit reduziert werden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Vormontagebaugruppe für eine Sensoreinheit zur Verfügung, welche ein Messelement, einen rotationssymmetrischen Sensorträger und einen Schaltungsträger umfasst. Das Messelement ist mit dem Sensorträger mechanisch verbunden und der Schaltungsträger weist eine interne Schnittstelle auf, welche mindestens ein elektrische Ausgangssignals des Messelements abgreift. Ein Grundkörper des Schaltungsträgers ist als Hohlzylinder mit einer inneren Fügegeometrie ausgeführt, welche an eine Außenkontur des Messelements angepasst ist und das Messelement umschließt. Zudem ist der Grundkörper des Schaltungsträgers mit dem Sensorträger mechanisch verbunden. Erfindungsgemäß weist der Sensorträger eine erste Clipsgeometrie und der Grundkörper des Schaltungsträgers eine korrespondierende zweite Clipsgeometrie auf, welche zur Herstellung einer
Clipsverbindung zwischen dem Sensorträger und dem Schaltungsträger zusammenwirken. Zudem wird eine Sensoreinheit vorgeschlagen, welche eine Schutzhülse aufweist, in welcher ein Messelement, ein Schaltungsträger und eine Anschlussvorrichtung mit einer senkrecht zum Schaltungsträger angeordneten Leiterplatte, welche eine elektronische Schaltung mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil trägt, und eine Stützeinheit angeordnet sind, welche einen Grundkörper mit einer Außenkontur umfasst und die Schutzhülse verschließt. Das Messelement ist mit einem rotationssymmetrischen Sensorträger verbunden, welcher einen Befestigungsflansch mit einem Verbindungsbereich für die Schutzhülse aufweist. Ein Grundkörper des Schaltungsträgers ist mit dem Sensorträger mechanisch verbunden und weist eine interne Schnittstelle auf, welche mindestens ein elektrische Ausgangssignals des Messelements abgreift und an die elektronische Schaltung anlegt. Der Grundkörper der Stützeinheit bildet eine externe Schnittstelle mit mindestens einer elektrischen Kontaktstelle aus, über welche mindestens ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung abgreifbar ist. Die mindestens eine Kontaktstelle ist über eine elektrische Verbindung mit einer korrespondierenden Kontaktstelle der Leiterplatte elektrisch verbunden. Das Messelement und der Sensorträger und der Schaltungsträger bilden eine erfindungsgemäße Vormontagebaugruppe aus.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Vormontagebaugruppe für eine Sensoreinheit möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die erste Clipsgeometrie als umlaufende Aufnahmenut in einen Befestigungsflansch des Sensorträgers eingebracht werden kann. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Fertigung des Sensorträgers als Drehteil. Die zweite Clipsgeometrie kann mehrere elastische Rastarme mit Rastnasen umfassen. Vorzugsweise können die Rastnasen bei aufgesetztem Schaltungsträger in die umlaufende Aufnahmenut des Sensorträgers rastend eingreifen. Zudem kann der aufgesetzte und verrastete Schaltungsträger durch mindestens zwei Haltkleberstellen gegen Verdrehen gesichert werden, welche jeweils neben einem Rastarm auf eine Flanschoberfläche des Sensorträgers aufgebracht werden können.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vormontagebaugruppe kann der rotationssymmetrische Sensorträger als Drehteil mit einem rohrförmi- gen Träger und das Messelement kann als Druckmesszelle ausgeführt werden, welche auf den rohrförmigen Träger aufgesetzt und mit dem Sensorträger fluid- dicht verbunden werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vormontagebaugruppe können am Grundkörper des Schaltungsträgers als äußere Fügegeometrie zwei Aufnahmetaschen zur Aufnahme von korrespondierenden Führungsschenkeln einer Leiterplatte ausgebildet werden. Zudem kann der Grundkörper an einer ersten Stirnseite vier elektrisch leitende Bereiche aufweisen, welche jeweils eine erste Kontaktstelle und eine zweite Kontaktstelle ausbilden. Hierbei können die ersten Kontaktstellen jeweils als Kontaktflächen ausgeführt werden, welche in die Aufnahmetaschen reichen und mit korrespondierenden Kontaktstellen der Leiterplatte kontaktiert werden können. Die zweiten Kontaktstellen können jeweils als Bondflächen ausgeführt werden, welche über Bonddrähte mit korrespondierenden Kontaktpunkten des Messelements kontaktiert werden können.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vormontagebaugruppe können an einer zweiten Stirnseite des Grundkörpers vier axial verlaufende elastische Rastarme mit Rastnasen ausgebildet werden, welche jeweils unterhalb einer als Bondfläche ausgeführten zweiten Kontaktstelle angeordnet sind. Durch die Rastarme kann sich ein verbesserter Kraftschluss zwischen dem Schaltungsträger und dem Sensorträger ergeben, da die Rastarme direkt unter dem Bondbereich liegen, was in vorteilhafter Weise zu einem gleichmäßigeren Bondergebnis führen kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vormontagebaugruppe kann der Grundkörper des Schaltungsträgers als Kunststoffspritzteil ausgeführt werden, welches ein Stanzgitter zumindest teilweise umschließt, wobei freiliegende Bereiche des Stanzgitters die vier elektrisch leitenden Bereiche an der ersten Stirnseite des Grundkörpers ausbilden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 und 2 zeigen jeweils eine schematische perspektivische Teilschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit mit einer erfindungsgemäßen Vormontagebaugruppe.
Fig. 3 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Sensorträgers mit einem Befestigungsflansch und einer Messzelle für die erfindungsgemäße Sensoreinheit aus Fig. 1 oder 2 vor dem Fügen der Messzelle mit dem Sensorträger.
Fig. 4 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung des Sensorträgers mit einem Befestigungsflansch und einer Messzelle für die erfindungsgemäße Sensoreinheit aus Fig. 1 oder 2 nach dem Fügen der Messzelle mit dem Sensorträger.
Fig. 5 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung eines Schaltungsträgers für die erfindungsgemäße Sensoreinheit aus Fig. 1 oder 2.
Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Schaltungsträgers aus Fig. 5 entlang der Schnittlinie Vl-Vl.
Fig. 7 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung des Sensorträgers und eines Schaltungsträgers für die erfindungsgemäße Sensoreinheit aus Fig. 1 oder 2 vor dem Fügen des Schaltungsträgers mit dem Sensorträger.
Fig. 8 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Vormontagebaugruppe für die erfindungsgemäße Sensoreinheit aus Fig. 1 oder 2.
Fig. 9 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Vormontagebaugruppe für die erfindungsgemäße Sensoreinheit aus Fig. 1 oder 2 nach dem Bonden und vor dem Fügen der Schutzhülse. Fig. 10 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoreinheit aus Fig. 1 und 2 während des Einführens einer Anschlussvorrichtung in die Schutzhülse.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus Fig. 1 bis 10 ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1 eine Schutzhülse 20, in welcher ein Messelement 50, ein Schaltungsträger 60 und eine Anschlussvorrichtung 3 mit einer senkrecht zum Schaltungsträger 60 angeordneten Leiterplatte 40, welche eine elektronische Schaltung 44 mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil 44.1, 44.2 trägt, und eine Stützeinheit 30 angeordnet sind, welche einen Grundkörper 32 mit einer Außenkontur 37 umfasst und die Schutz- hülse 20 verschließt. Das Messelement 50 ist mit einem rotationssymmetrischen
Sensorträger 10 mechanisch verbunden, welcher einen Befestigungsflansch 12 mit einem Verbindungsbereich 16 für die Schutzhülse 20 aufweist. Ein Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 ist mit dem Sensorträger 10 mechanisch verbunden und weist eine interne Schnittstelle 24 auf, welche mindestens ein elekt- risches Ausgangssignal des Messelements 50 abgreift und an die elektronische
Schaltung 44 anlegt. Der Grundkörper 32 der Stützeinheit 30 bildet eine externe Schnittstelle 26 mit mindestens einer elektrischen Kontaktstelle 34 aus, über welche mindestens ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung 44 abgreifbar ist. Die mindestens eine Kontaktstelle 34 ist über eine elektrische Verbindung mit einer korrespondierenden Kontaktstelle 46 der Leiterplatte 40 elektrisch verbunden.
Wie aus Fig. 1 bis 10 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vormontagebaugruppe 9 für eine Sensor- einheit 1 das Messelement 50, den rotationssymmetrischen Sensorträger 10 und den Schaltungsträger 60. Wie oben bereits ausgeführt ist, ist das Messelement 50 mit dem Sensorträger 10 mechanisch verbunden und der Schaltungsträger 60 weist eine interne Schnittstelle 24 auf, welche mindestens ein elektrische Ausgangssignals des Messelements 50 abgreift. Zudem ist ein Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 als Hohlzylinder mit einer inneren Fügegeometrie 65 ausgeführt, welche an eine Außenkontur 58 des Messelements 50 angepasst ist und das Messelement 50 umschließt. Der Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 ist mit dem Sensorträger 10 mechanisch verbunden. Erfindungsgemäß weist der Sensorträger 10 eine erste Clipsgeometrie und der Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 10 eine korrespondierende zweite Clipsgeometrie auf, welche zur Herstellung einer Clipsverbindung zwischen dem Sensorträger 10 und dem
Schaltungsträger 60 zusammenwirken.
Wie insbesondere aus Fig. 3 bis 9 weiter ersichtlich ist, ist die erste
Clipsgeometrie als umlaufende Aufnahmenut 17 in einen Befestigungsflansch 12 des Sensorträgers 10 eingebracht, und die zweite Clipsgeometrie umfasst mehrere elastische Rastarme 62.1 mit Rastnasen 62.2, welche bei aufgesetztem Schaltungsträger 60 in die umlaufende Aufnahmenut 17 des Sensorträgers 10 rastend eingreifen. Wie aus Fig. 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist die Leiterplatte 40 beidseitig bestückbar ausgeführt und umfasst eine elektronische Schaltung 44 mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil 44.1, 44.2, welche beispielsweise eine Signalverstärkung und/oder ein Verarbeitung eines Rohsignals des Messelements 50 durchführt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um- fasst die elektronische Schaltung 44 eine anwendungsspezifische integrierte
Schaltung (ASIC) 44.1 und eine korrespondierende Schutzbeschaltung mit mehreren elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 44.2. Elektrische Verbindungen zwischen dem ASIC 44.1 und den elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 44.2 werden durch Leiterbahnen 42.5 und Lötstellen her- gestellt. Zudem ist der Sensor 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Drucksensor ausgeführt und das mindestens eine Messelement 50 ist als Druckmesszelle ausgeführt, welche den hydraulischen Druck in mindestens ein elektrisches Ausgangssignal umwandelt. Das als Druckmesszelle ausgeführte Messelement 50 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel mehrere Anschlusspunkte 52 auf, über welchen das mindestens eine elektrische Ausgangssignal des Messelements 50 abgreifbar ist. Der Schaltungsträger 60 weist eine interne Schnittstelle 24 auf, welche das mindestens eine elektrische Ausgangssignal des Messelements 50 abgreift und an die elektronische Schaltung 44 anlegt. Zudem ist ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung 44 über eine externe Schnittstelle 26 abgreifbar. Hierbei ist die interne Schnittstelle 24 an einem ersten Ende 20.1 der Schutzhülse 20 ausgebildet, und die externe Schnittstelle 26 ist an einem zweiten Ende 20.2 der Schutzhülse 20 ausgebildet. Die Schutzhülse 20 schützt das Innenleben des Sensors 1 vor übermäßiger mechanischer Belastung.
Die Stützeinheit 30 für die Leiterplatte 40 bildet die externe Schnittstelle 26 mit mindestens einer elektrischen Kontaktstelle 34 aus, über welche mindestens ein elektrisches Ausgangssignal der elektronischen Schaltung 44 abgreifbar ist. Die mindestens eine Kontaktstelle 34 ist über eine elektrische Verbindung mit mindestens einer korrespondierenden Kontaktstelle 46, 48 der Leiterplatte 40 elektrisch verbunden. Zudem umfasst die Stützeinheit 30 zumindest ein federelasti- sches Kontaktelement 38, welches an der Außenkontur 37 des Grundkörpers 32 angeordnet ist. Über das zumindest ein federelastische Kontaktelement 38 stützt sich der Grundkörper 32 der Stützeinheit 30 gegen eine Innenkontur 22 der Schutzhülse 20 ab und stellt die als Massepfad wirkende elektrisch leitende Verbindung zwischen der Leiterplatte 40 und Schutzhülse 20 her.
Wie aus Fig. 1 bis 10 weiter ersichtlich ist, weist der Grundkörper 32 der Stützeinheit 30 eine zylindrische Form auf und umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Halbschalen 32.1, 32.2, welche jeweils mindestens eine Kontaktstelle 34 der externen Schnittstelle 26 aufweisen. Die mindestens eine elektri- sehe Verbindung zwischen der mindestens einen Kontaktstelle 34 der externen
Schnittstelle 26 und der mindestens einen korrespondierenden Kontaktstelle 46, 48 der Leiterplatte 40 ist über mindestens eine im Grundkörper 32 ausgebildete Durchkontaktierung 35 hergestellt, welche mit mindestens einer zugehörigen Gegenkotaktstelle 36 im Grundkörper 32 elektrisch verbunden ist, welche wiede- rum über mindestens eine Lötverbindung elektrisch und mechanisch mit der mindestens einen Kontaktstelle 46, 48 der Leiterplatte 40 verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Stützeinheit 30 vier Kontaktstellen 34 auf, wobei auf jeder Halbschale 32.1, 32.2 zwei Kontaktstellen 34 angeordnet sind. Zudem ist im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sensors 1 an jeder Halbschale 32.1, 32.2 des Grundkörpers 32 der Stützeinheit
30 ein federelastisches Kontaktelement 38 angeordnet, so dass im zusammengefügten Zustand an der Außenkontur 37 des Grundkörpers 32 zwei einander gegenüberliegende federelastische Kontaktelemente 38 angeordnet sind. Des Weiteren weist der Grundkörper 32 der Stützeinheit 30 einen überstehenden Rand 33 auf, welcher die Schutzhülse 20 im gefügten Zustand abschließt. Die Stützeinheit 30 ist am zweiten Ende 20.2 der Schutzhülse 20 spielbeweglich eingeführt und stützt sich über die zwei federelastischen Kontaktelemente 38 gegen die Innenkontur 22 der Schutzhülse 20 ab, welche zur Ausbildung eines Massepfades eine elektrisch leitende Beschichtung 22.1 aufweist oder aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist.
Wie insbesondere aus Fig. 1, 2 und 10 weiter ersichtlich ist, ist die Schutzhülse 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder ausgeführt. Die Schutzhülse 20 ist am ersten Ende 20.1 mit dem Sensorträger 10 gefügt, welcher den Befestigungsflansch 12 und einen Messanschluss 18 aufweist, welcher als Self- Clinch-Anschluss ausgeführt ist. Der Befestigungsflansch 12 weist eine Flanschkante auf, auf welcher sich die Schutzhülse 20 abstützt und über welche der Drucksensor 1 mit einem nicht dargestellten Fluidblock verstemmt werden kann. Zudem umfasst der Befestigungsflansch 12 eine abgestufte Flanschoberfläche 14, wobei die Stufe 16 zwischen der Flanschkante und der Flanschoberfläche 14 in den dargestellten Ausführungsbeispielen als Verbindungsbereich verwendet wird, auf welchem die Schutzhülse 20 aufgepresst ist. Zusätzlich kann die Schutzhülse 20 am Übergang der Stufe 16 zur Flanschkante mit dem Befestigungsflansch 12 verschweißt werden.
Wie aus Fig. 1 bis 10 weiter ersichtlich ist, sind am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 als äußere Fügegeometrie 64 zwei Aufnahmetaschen zur Aufnahme von korrespondierenden Führungsschenkeln 42.4 der Leiterplatte 40 ausgebildet. Zudem weist der Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 an einer ersten Stirnseite vier elektrisch leitende Bereiche auf, welche jeweils eine erste Kontaktstelle 66 und eine zweite Kontaktstelle 68 ausbilden. Die ersten Kontaktstellen 66 sind jeweils als Kontaktflächen ausgeführt, welche in die Aufnahmetaschen reichen und mit korrespondierenden Kontaktstellen 46 der Leiterplatte 40 kontaktierbar sind. Die zweiten Kontaktstellen 68 sind jeweils als Bondflächen ausgeführt, welche über Bonddrähte 54 mit korrespondierenden Kontaktpunkten 52 des Messelements 50 kontaktierbar sind. An einer zweiten Stirnseite des Grundkörpers 62 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel vier axial verlaufende elastische Rastarme 62.1 mit Rastnasen 62.2 ausgebildet, welche jeweils unterhalb einer als Bondfläche ausgeführten zweiten Kontaktstelle 68 angeordnet sind. Der Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Kunststoffspritzteil ausgeführt, welches ein Stanzgitter zumin- dest teilweise umschließt. Die freiliegenden Bereiche des Stanzgitters bilden die vier elektrisch leitenden Bereiche an der ersten Stirnseite des Grundkörpers 62 aus. Alternativ kann der Schaltungsträger 60 beispielsweise als Kunststoffspritzteil in der MID-1 K-Technik (MID: Moulded Interconnected Device) oder als Kunststoffspritzteil in der MID-2 K-Technik ausgeführt werden.
Die Leiterplatte 40 weist am Grundträger 42 eine Aussparung 42.3 auf, welche an zwei gegenüberliegenden Seiten jeweils von einem Führungsschenkel 42.4 begrenzt ist. Die beiden Führungsschenkel 42.4 der Leiterplatte 40 sind jeweils mit einer Aufnahmetasche der äußeren Fügegeometrie 64 des Schaltungsträgers
60 gefügt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Führungsschenkel 42.4 der Leiterplatte 40 über innere Führungskanten in den Aufnahmetaschen des Schaltungsträgers 60 geführt. Zusätzlich oder alternativ können die Führungsschenkel 42.4 der Leiterplatte 40 auch über äußere Führungskanten an der Innenkontur 22 der Schutzhülse 20 geführt werden. Durch eine entsprechende
Formgebung der Aufnahmetaschen kann die Leiterplatte 40 bei Bedarf einen vorgebbaren kleinen Neigungswinkel zur senkrechten Hochachse des Sensors 1 aufweisen. Wie aus Fig. 1 bis 10 weiter ersichtlich ist, weist der Grundträger 42 der im Wesentlichen senkrecht zur Stirnfläche des Schaltungsträgers 60 gestellten Leiterplatte 40 im Bereich der Führungsschenkel 42.4 Kontaktflächen 46 auf, welche mit korrespondierenden ersten Kontaktstellen 66 bzw. Kontaktflächen im Bereich der äußeren Fügegeometrie 64 am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 die interne elektrische Schnittstelle 24 ausbilden. Im Bereich der zweiten Fügegeometrie 42.1 weist der Grundträger 42 der Leiterplatte 40 Kontaktstellen 46, 48 auf, welche von den korrespondierenden Gegenkontaktstellen der Halbschalen 32.1, 32.2 des Grundkörpers 32 der Stützeinheit 30 kontaktiert sind. Die Halbschalen 32.1, 32.2 des Grundkörpers 32 der Stützeinheit 30 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils als Kunststoffspritzteil ausgeführt, in welches Stanzgitter eingebettet sind, welche die Kontaktstellen 34 der externen Schnittstelle 26 sowie die Durchkontaktierungen und die Gegenkontaktstellen und die Verbindungsstellen 31 ausbilden. Wie aus Fig. 1 bis 10 weiter ersichtlich ist, kann der Befestigungsflansch 12 beispielsweise mittels einer Self-Clinch-Anschluss 18 mit dem nicht dargestellten Fluidblock verpresst bzw. angebunden werden. Neben dem oben beschriebenen Verbindungsbereich 16 zum Aufpressen bzw. Verschweißen der Schutzhülse 20 sind an der Flanschoberfläche 14 Klebestellen vorgesehen, an welchen Haltekleber 5 aufgebracht werden kann, um ein Verdrehen des Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 zu verhindern. Das als Druckmesszelle ausgeführte Messelement 50 ist so auf einem rohrförmigen Träger 11 des Befestigungsflansches 12 aufgesetzt, dass abhängig vom Druck des Fluids im Hydraulikblock eine Messmembran 50.1 der Druckmesszelle verformt wird. Die Verformung der Messmembran 50.1 wird von einer Messbrücke 56 erfasst. Die Messbrücke 56 ist mit vier Kontaktpunkten 52 verbunden, welche jeweils über Bonddrähte 54 mit den als Bondflächen ausgeführten zweiten Kontaktstellen 68 des Schaltungsträgers 60 elektrisch verbunden sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der rotationssymmetrische Sensorträger 10 als Drehteil ausgeführt. Bei der Herstellung der Sensoreinheit 1 wird das Messelement 50 mit dem Sensorträger 10 verschweißt. Anschließend wird der Schaltungsträger 60 aufgeclipst. Nach dem Aufclipsen des Schaltungsträgers 60 werden die Bondverbindungen zwischen dem Messelement 50 und dem Schaltungsträger 60 hergestellt und der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Vormontagebaugruppe 9 ist abgeschlos- sen. Anschließend wird Kleber auf die Haltekleberstellen 5 aufgebracht, um ein
Verdrehen des Schaltungsträgers zu verhindern. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der aufgesetzte und verrastete Schaltungsträger 60 durch zwei Haltkleberstellen 5 gegen Verdrehen gesichert, welche jeweils neben einem Rastarm 62.1 auf der Flanschoberfläche 14 des Sensorträgers 10 aufgebracht sind. Zu- dem wird jeweils eine Haltekleberstelle 5 in den Aufnahmetaschen aufgebracht, um die Leiterplatte 40 zu fixieren. Dann wird die Schutzhülse 20 aufgepresst und eventuell mit einer Punktschweißung fixiert.
Wie aus Fig. 10 weiter ersichtlich ist, wird nach dem Fügen der Anschlussvorrich- tung 3 die Leitplatte 40 in die Aufnahmetaschen der äußeren Fügegeometrie 64 am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers 60 eingesteckt und gegebenenfalls dort mit Haltekleber 5 und Leitkleber 7 fixiert, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Schaltungsträger 60 und der Leiterplatte 40 zu gewährleisten und die Leiterplatte 40 zu fixieren. Der Haltekleber 5 wird beispielsweise an Grundflächen der Aufnahmetaschen des Schaltungsträgers 60 eingebracht und der Leitkleber wird beispielsweise auf die Kontaktflächen 46 der Leiterplatte 40 aufgebracht. Alternativ können die ersten Kontaktstellen 66 am Grundkörper 62 des Schaltungsträgers als federelastische Kontaktelemente ausgeführt werden, welche eine zur Einsteckrichtung der Leiterplatte 40 senkrechte Kraft auf die Kontaktflächen 46 der Leiterplatte 40 ausüben und gleichzeitig die in die Auf- nahmetaschen der äußeren Fügegeometrie 64 eingesteckte Leiterplatte 40 fixieren, so dass auf den Haltekleber 5 und den Leitkleber 7 an dieser Stelle verzichtet werden kann.
Die beschriebene erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung eignet sich insbesondere für den Einsatz in einem Drucksensor für Bremssysteme von Kraftfahrzeugen, ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt. So kann die erfindungsmäße Anschlussvorrichtung beispielsweise auch für optische und/oder akustische Messzellen eingesetzt werden. Insbesondere bei Bremssystemen der Premiumklasse kommt eine Vielzahl von Drucksensoren bei nur begrenztem Bauraum zum Einsatz. Ein bauraumminimierte Drucksensor eignet sich daher gerade für diese Anwendung.

Claims

Ansprüche
1. Vormontagebaugruppe (9) für eine Sensoreinheit (1) mit einem Messelement (50), einem rotationssymmetrischen Sensorträger (10) und einem Schaltungsträger (60), wobei das Messelement (50) mit dem Sensorträger (10) mechanisch verbunden ist und der Schaltungsträger (60) eine interne Schnittstelle (24) aufweist, welche mindestens ein elektrische Ausgangssignals des Messelements (50) abgreift, wobei ein Grundkörper (62) des Schaltungsträgers (60) als Hohlzylinder mit einer inneren Fügegeometrie (65) ausgeführt ist, welche an eine Außenkontur (58) des Messelements (50) angepasst ist und das Messelement (50) umschließt, und wobei der Grundkörper (62) des Schaltungsträgers (60) mit dem Sensorträger (10) mechanisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorträger (10) eine erste Clipsgeometrie und der Grundkörper (62) des Schaltungsträgers (10) eine korrespondierende zweite Clipsgeometrie aufweist, welche zur Herstellung einer
Clipsverbindung zwischen dem Sensorträger (10) und dem Schaltungsträger (60) zusammenwirken.
2. Vormontagebaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Clipsgeometrie als umlaufende Aufnahmenut (17) in einen Befestigungsflansch (12) des Sensorträgers (10) eingebracht ist.
3. Vormontagebaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Clipsgeometrie mehrere elastische Rastarme (62.1) mit Rastnasen (62.2) umfasst.
4. Vormontagebaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (62.2) bei aufgesetztem Schaltungsträger (60) in die umlaufende Aufnahmenut (17) des Sensorträgers (10) rastend eingreifen. Vormontagebaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgesetzte und verrastete Schaltungsträger (60) durch mindestens zwei Haltkleberstellen (5) gegen Verdrehen gesichert ist, welche jeweils neben einem Rastarm (62.1) auf eine Flanschoberfläche (14) des Sensorträgers (10) aufgebracht sind.
Vormontagebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der rotationssymmetrische Sensorträger (10) als Drehteil mit einem rohrförmigen Träger (11) und das Messelement (50) als Druckmesszelle ausgeführt ist, welche auf den rohrförmigen Träger (11) aufgesetzt und mit dem Sensorträger (10) fluiddicht verbunden ist.
Vormontagebaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper (62) des Schaltungsträgers (60) als äußere Fügegeometrie (64) zwei Aufnahmetaschen zur Aufnahme von korrespondierenden Führungsschenkeln (42.4) einer Leiterplatte (40) ausgebildet sind, wobei der Grundkörper (62) an einer ersten Stirnseite vier elektrisch leitende Bereiche aufweist, welche jeweils eine erste Kontaktstelle (66) und eine zweite Kontaktstelle (68) ausbilden.
Vormontagebaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Kontaktstellen (66) jeweils als Kontaktflächen ausgeführt sind, welche in die Aufnahmetaschen reichen und mit korrespondierenden Kontaktstellen (46) der Leiterplatte (40) kontaktierbar sind, wobei die zweiten Kontaktstellen (68) jeweils als Bondflächen ausgeführt sind, welche über Bonddrähte (54) mit korrespondierenden Kontaktpunkten (52) des Messelements (50) kontaktierbar sind.
Vormontagebaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zweiten Stirnseite des Grundkörpers (62) vier axial verlaufende elastische Rastarme (62.1) mit Rastnasen (62.2) ausgebildet sind, welche jeweils unterhalb einer als Bondfläche ausgeführten zweiten Kontaktstelle (68) angeordnet sind.
Vormontagebaugruppe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (62) des Schaltungsträgers (60) als Kunststoffspritzteil ausgeführt ist, welches ein Stanzgitter zumindest teilweise umschließt, wobei freiliegende Bereiche des Stanzgitters die vier elektrisch leitenden Bereiche an der ersten Stirnseite des Grundkörpers (62) ausbilden.
Sensoreinheit (1) mit einer Schutzhülse (20), in welcher ein Messelement (50), ein Schaltungsträger (60) und eine Anschlussvorrichtung (3) mit einer senkrecht zum Schaltungsträger (60) angeordneten Leiterplatte (40), welche eine elektronische Schaltung (44) mit mindestens einem elektronischen und/oder elektrischen Bauteil (44.1, 44.2) trägt, und eine Stützeinheit (30) angeordnet sind, welche einen Grundkörper (32) mit einer Außenkontur (37) umfasst und die Schutzhülse (20) verschließt, wobei das Messelement (50) mit einem rotationssymmetrischen Sensorträger (10) verbunden ist, welcher einen Befestigungsflansch (12) mit einem Verbindungsbereich (16) für die Schutzhülse (20) aufweist, wobei ein Grundkörper (62) des Schaltungsträgers (60) mit dem Sensorträger (10) mechanisch verbunden ist und eine interne Schnittstelle (24) aufweist, welche mindestens ein elektrische Ausgangssignals des Messelements (50) abgreift und an die elektronische Schaltung (44) anlegt, wobei der Grundkörper (32) der Stützeinheit (30) eine externe Schnittstelle (26) mit mindestens einer elektrischen Kontaktstelle (34) ausbildet, über welche mindestens ein Ausgangssignal der elektronischen Schaltung (44) abgreifbar ist, wobei die mindestens eine Kontaktstelle (34) über eine elektrische Verbindung mit einer korrespondierende Kontaktstelle (46) der Leiterplatte (40) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (50) und der Sensorträger (10) und der Schaltungsträger (60) eine Vormontagebaugruppe nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 ausbilden.
PCT/EP2015/053273 2014-02-17 2015-02-17 Vormontagebaugruppe für eine sensoreinheit und korrespondierende sensor-einheit Ceased WO2015121486A1 (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180018414A (ko) * 2016-08-11 2018-02-21 로베르트 보쉬 게엠베하 압력 측정 셀 및 측정 구조물의 제공 방법
CN107727309A (zh) * 2016-08-11 2018-02-23 罗伯特·博世有限公司 压力测量单元和用于涂覆压力测量单元的载体的方法
WO2019005265A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-03 Rosemount Inc. PLUGGING MODULAR HYBRID CIRCUIT BOX
KR20190021177A (ko) * 2017-08-22 2019-03-05 로베르트 보쉬 게엠베하 센서용 접속 장치
US12200888B2 (en) 2022-02-01 2025-01-14 Rosemount Inc. Customization of process variable transmitter with hermetically sealed electronics

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016216974A1 (de) 2016-08-11 2018-02-15 Robert Bosch Gmbh Druckmesszelle und Verfahren zum Beschichten und Kontaktieren eines Trägers einer Druckmesszelle
DE102017205992A1 (de) 2017-04-07 2018-10-11 Robert Bosch Gmbh Sensorträger für eine Druckmesszelle und korrespondierende Drucksensoreinheit und korrespondierende Fluidbaugruppe
DE102019202011A1 (de) * 2019-02-14 2020-08-20 Robert Bosch Gmbh Sensoranordnung für ein Bremssystem eines Fahrzeugs und korrespondierendes Bremssystem
DE102019119426A1 (de) * 2019-07-17 2021-01-21 Endress+Hauser SE+Co. KG Feldgerät der Automatisierungstechnik

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2723202A1 (fr) * 1994-07-28 1996-02-02 Magneti Marelli France Sa Capteur de grandeur physique, notamment un capteurde temperature
DE102007026446A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Robert Bosch Gmbh Schnell montierbares Sensorgehäuse für Sensoren mit Luftkontakt
DE102012204904A1 (de) * 2012-03-27 2013-10-02 Robert Bosch Gmbh Sensoreinheit
DE102012204911A1 (de) * 2012-03-27 2013-10-02 Robert Bosch Gmbh Stützeinheit für eine Leiterplatte in einer Sensoreinheit und korrespondierende Sensoreinheit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3937573A1 (de) * 1989-11-11 1991-05-16 Gewerk Eisenhuette Westfalia Elektrischer druckaufnehmer zur messung hydraulischer druecke, insbesondere zur verwendung in der bergbauhydraulik
DE102007016474A1 (de) * 2007-04-05 2008-10-09 Robert Bosch Gmbh Anschlusseinheit für eine Druckmesszelle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2723202A1 (fr) * 1994-07-28 1996-02-02 Magneti Marelli France Sa Capteur de grandeur physique, notamment un capteurde temperature
DE102007026446A1 (de) * 2007-06-06 2008-12-11 Robert Bosch Gmbh Schnell montierbares Sensorgehäuse für Sensoren mit Luftkontakt
DE102012204904A1 (de) * 2012-03-27 2013-10-02 Robert Bosch Gmbh Sensoreinheit
DE102012204911A1 (de) * 2012-03-27 2013-10-02 Robert Bosch Gmbh Stützeinheit für eine Leiterplatte in einer Sensoreinheit und korrespondierende Sensoreinheit

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102438287B1 (ko) 2016-08-11 2022-08-31 로베르트 보쉬 게엠베하 압력 측정 셀 및 측정 구조물의 제공 방법
CN107727301A (zh) * 2016-08-11 2018-02-23 罗伯特·博世有限公司 压力测量单元和用于施加测量结构的方法
CN107727309A (zh) * 2016-08-11 2018-02-23 罗伯特·博世有限公司 压力测量单元和用于涂覆压力测量单元的载体的方法
KR20180018414A (ko) * 2016-08-11 2018-02-21 로베르트 보쉬 게엠베하 압력 측정 셀 및 측정 구조물의 제공 방법
WO2019005265A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-03 Rosemount Inc. PLUGGING MODULAR HYBRID CIRCUIT BOX
JP2020528213A (ja) * 2017-06-29 2020-09-17 ローズマウント インコーポレイテッド 電子装置パッケージ及びその製造方法
US11153985B2 (en) 2017-06-29 2021-10-19 Rosemount Inc. Modular hybrid circuit packaging
JP6991253B2 (ja) 2017-06-29 2022-01-12 ローズマウント インコーポレイテッド 電子装置パッケージ及びその製造方法
CN109216210A (zh) * 2017-06-29 2019-01-15 罗斯蒙特公司 模块化混合电路封装
CN109216210B (zh) * 2017-06-29 2023-04-21 罗斯蒙特公司 模块化混合电路封装
KR20190021177A (ko) * 2017-08-22 2019-03-05 로베르트 보쉬 게엠베하 센서용 접속 장치
KR102641573B1 (ko) 2017-08-22 2024-02-29 로베르트 보쉬 게엠베하 센서용 접속 장치
US12200888B2 (en) 2022-02-01 2025-01-14 Rosemount Inc. Customization of process variable transmitter with hermetically sealed electronics

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