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Stand der Technik
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Bei heutigen Entwicklungen für Drucksensoren wird ein Aufbaukonzept verfolgt, was mit dem Begriff Cih (Chip-in-housing) bezeichnet wird. Gemäß dieses Aufbaukonzeptes werden die Sensorchips unmittelbar in das Sensorgehäuse aus Kunststoff eingeklebt. Werden zwei Chips, so z. B. ein Sensorelement, und ein von diesem getrennter Elektronikbaustein, wie z. B. ein ASIC, eingesetzt, besteht das Erfordernis, mehrere elektrische Verbindungen zwischen dem Sensorelement und dem elektrischen Bauelement, wie z. B. dem oben erwähnten ASIC, zu schaffen. Um eine Medienbelastung, der das elektronische Bauelement ausgesetzt ist, herabzusetzen und im Idealfall ganz zu vermeiden, sieht das Aufbaukonzept vor, das elektronische Bauelement und das Sensorelement in getrennten Kammern anzuordnen. Die Trennung zwischen beiden Kammern muss mediendicht gegenüber Abgas, Feuchtigkeit und anderen Medien ausgelegt sein. Gemäß heutiger Lösungen wird ein in das Gehäuse des Drucksensors eingespritztes Leadframe eingesetzt, auf welches von beiden Seiten geklebt, insbesondere gebondet werden kann. Diese Technik setzt eine dichte Umspritzung eines Leiterkamms, d. h. des Leadframes voraus, um ein Eindringen z. B. von Feuchtigkeit zu vermeiden. Die erforderliche Mediendichtheit von Einlegeteilen ist in der Regel nicht gegeben. Zudem kann es aufgrund des Bondprozesses zu einem Angriff auf eine goldene oder vergoldete Oberfläche des Leiterkamms kommen, was die Ausbildung von Korrosionserscheinungen begünstigt. Gemäß heutiger Lösungen wird als zusätzlicher Schutz die Kammer, in der das Sensorelement aufgenommen ist, mit einem Gel befüllt.
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Bei aktuell in Serie befindlichen Sensoren, insbesondere Drucksensoren, die in Niedrigdruckbereichen eingesetzt werden, befindet sich das elektronische Bauelement ASIC und das Sensorelement auch innerhalb ein und desselben Gehäusebereiches, bzw. innerhalb ein und derselben Kammer. Auch ist es üblich, dass das Sensorelement und das elektronische Bauelement, d. h. das ASIC, innerhalb ein und desselben Siliciumchips ausgebildet sind. Eine wesentliche Anforderung an neue Generationen von Sensoren, insbesondere von Drucksensoren, ist es, dass diese wesentlich abgasresistenter sein müssen als vorangehende Sensorgenerationen. Es hat sich herausgestellt, dass die Abgasresistenz des Sensorelementes leichter zu gewährleisten ist als die Abgasresistenz des elektronischen Bauelementes, beispielsweise eines ASICs. Dies ist neben einem erforderlichen Variantenmanagement hinsichtlich flexibler Zusammenstellung kundenspezifischer Sensorelementausprägungen mit ebenfalls variablen ASIC-Ausführungen der Grund dafür, dass das elektronische Bauelement, insbesondere ein ASIC, und der Sensor voneinander zu trennen sind.
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Das Sensorelement sitzt somit in einer Kammer, die dem Medium, insbesondere dem Abgas ausgesetzt ist, während sich das elektronische Bauelement, d. h. der ASIC, in einer davon getrennten Kammer befindet, welche dem Medieneinfluss nicht ausgesetzt sein darf.
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DE 10 2008 005 153 A1 bezieht sich auf ein Druckmessmodul. Mittels des Druckmessmoduls können ein Absolutdruck oder eine Druckdifferenz erfasst werden. Das Druckmessmodul umfasst ein bevorzugt als Premold gefertigtes Gehäuse, innerhalb dessen ein Druckmesschip aufgenommen ist. Der Druckmesschip ist entweder mit einem Stanzgitter oder mit mindestens einer Leiterbahn elektrisch kontaktiert. Es ist mindestens ein elektronisches Bauelement vorgesehen, welches mit einem seitlich aus dem bevorzugt als Premold gefertigten Gehäuse austretenden Abschnitt des Stanzgitters oder der mindestens einen Leiterbahn verbunden ist und durch eine Unterteilung eines Deckels abgedeckt ist. Insbesondere können neben dem Gehäuse Kondensatoren außerhalb des Kunststoffmaterials des Gehäuses auf Leiterbahnen angebracht werden.
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Bei heute eingesetzten Sensorgenerationen kann die Gefahr einer Unterbrechung von Klebeverbindungen zwischen eingesetzten Kondensatoren und einem Stanzgitter bzw. dessen Einzelleiterbahn innerhalb des Sensorgehäuses bestehen. Dies findet seine Ursache darin, dass die thermischen Längenausdehnungskoeffizienten des Stanzgittermaterials und des thermoplastischen Kunststoffmaterials des Sensorgehäuses deutlich unterschiedlich sind. Aufgrund dieses Umstandes kommt es im Betrieb zu thermisch induzierten mechanischen Spannungen, die im Laufe der Zeit zum Versagen der Klebeverbindung führen können.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird ein Gehäuse, welches insbesondere als Kunststoffspritzgussgehäuse gefertigt ist, zweiteilig ausgebildet und umfasst einen Gehäuseunterteil und einen Gehäuseoberteil, z. B. als Deckel ausgebildet.
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Das geteilt ausgebildete Sensorgehäuse des Sensors nimmt ein Sensormodul (OCFM-Modul) auf. Das Sensormodul wird bevorzugt aus einer Duroplast-Moldmasse gefertigt. Das Sensormodul zeichnet sich dadurch aus, dass sich elektronische Bauelemente, z. B. Kondensatoren, innerhalb dieses Sensormoduls befinden, jedoch außerhalb der Duroplast-Moldmasse des Sensormoduls angeordnet sind. Dadurch kann in vorteilhafter Weise vermieden werden, dass es im Betrieb zu thermisch oder mechanisch induzierten Spannungen zwischen der Duroplast-Moldmasse und den elektronischen Bauelementen, wie z. B. den erwähnten Kondensatoren, kommt, was ebenfalls zu einer mechanischen Beeinträchtigung führen könnte, selbst dann, wenn die thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Stanzgitter und Duroplast-Moldmasse sich nur wenig unterscheiden. Andererseits begünstigt ein geringer Abstand zwischen Kondensatoren und einem elektronischen Bauelement, wie z. B. einem ASIC, die elektromagnetische Verträglichkeit, insbesondere dort, wo noch ein unverstärktes Signal vorliegt. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung bzw. das im Rahmen der Erfindung eingesetzte Sensormodul ermöglicht einen möglichst geringen Abstand zwischen dem elektronischen Bauelement, d. h. im vorliegenden Falle einem ASIC, und den elektronischen Bauelementen, z. B. Kondensatoren, und ist deswegen sehr günstig in Bezug auf die Anforderungen der elektromagnetischen Verträglichkeit.
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Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird eine Trennung eines elektronischen Bauelementes, wie z. B. eines ASICs, und einem Sensorelement dadurch erreicht, dass diese innerhalb des Sensormoduls (OCFM-Modul) durch Umspritzung von ASIC und Sensorelement mit einer Duroplast-Moldmasse gekapselt sind. Dies begünstigt eine hohe Dichtheit, da sich die Ausdehnungskoeffizienten der beiden Materialien nur unwesentlich unterscheiden. Anstelle eines aus Duroplast gefertigten Sensormoduls (OCFM-Modul) kann auch eine MPM-Baugruppe (mold premold) eingesetzt werden.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung bietet eine Reihe von schlagenden Vorteilen. Im Rahmen einer Serienfertigung besteht nur eine geringe Varianz hinsichtlich des Sensormoduls, d. h. der OCFM-Baugruppe. Diese berücksichtigt lediglich zwei mögliche Varianten zur Darstellung eines Absolutdrucksensors oder eines Differenzdrucksensors, so dass ein variantenoptimiertes kostengünstiges und robustes Design bereitgestellt wird. Kundenspezifische Anforderungen in Bezug auf die Geometrie von Steckverbindungen an Schraubpunkten und Druckanschlüssen können in dem vergleichsweise kostengünstigen, bevorzugt aus Kunststoffmaterial spritzgegossenen Gehäuse integriert werden, sei es in dessen Gehäuseunterteil, sei es in das Gehäuseoberteil bzw. in der Regel den Deckel. Dies ermöglicht minimale Kosten bei einer hohen kundenspezifischen Varianz bzw. Flexibilität.
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Des Weiteren zeichnet sich der erfindungsgemäß vorgeschlagene Sensor, insbesondere eingesetzt als Niederdrucksensor, durch ein für alle kunden- bzw. applikationsspezifische Varianten identisches Design der mechanischen und elektrischen Schnittstellen in Bezug auf das Sensormodul aus. Darüber hinaus baut das erfindungsgemäß vorgeschlagene Sensorkonzept äußerst klein und beansprucht deswegen nur geringen Bauraum.
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Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung von Gehäuseteilen eines mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses für einen Sensor, insbesondere einen Niederdrucksensor, wird eine kleberaupenförmig ausgebildete Dichtverbindung als einfaches, robustes, bekanntes und zuverlässiges Dichtelement eingesetzt. Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Klebedichtung können mit einer einzigen umlaufenden Dichtung mehrere Kammern, die z. B. innerhalb einer Vertiefung des ersten Gehäuseteils ausgebildet seien, gegeneinander dichtend abgeschlossen werden, sobald auf die umlaufend ausgebildete Klebedichtung, die ein oder auch zwei Kammertrennungsdichtraupen umfassen kann, ein weiteres, zweites Gehäuseteil in Deckelform aufgebracht wird. Durch die umlaufende Dichtung sowie die sich zwischen dieser erstreckenden Kammertrennungen wird eine Abdichtung der Kammern gegeneinander erreicht, die verhindert, dass Medien von einem Bereich in einen benachbarten gelangen können.
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Das Sensorgehäuse des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Sensors, insbesondere eines Niederdrucksensors, umfasst eine Vertiefung, die im ersten Gehäuseteil ausgebildet ist und in der drei Kammern für den Fall eines Differenzdrucksensors bzw. zwei Kammern für den Fall eines Absolutdrucksensors ausgebildet sind. In den jeweils medien- bzw. druckbeaufschlagten Kammern ist lediglich das Material des Sensormoduls sowie das eigentliche Sensormodul dem Medium ausgesetzt. Aufgrund der Abdichtung zwischen den zwei bzw. drei Kammern des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Sensors, insbesondere eines Niederdrucksensors, sind die elektrischen Anschlüsse, die nicht medienresistent sind, dicht gegen das die anderen Kammern beaufschlagende Medium.
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung folgend, wird die Abdichtung der zwei bzw. drei Kammern, die in einer Vertiefung des ersten Gehäuseteils des Sensorgehäuses ausgebildet sind, durch die Klebemasse der Klebedichtung realisiert. In vorteilhafter Weise befinden sich auf dem Boden der Vertiefung des ersten Gehäuseteils ein oder zwei Kleberaupen, mit welcher eine Seite des Sensormoduls, insbesondere einer OCFM-Baugruppe, stoffschlüssig in der Vertiefung des ersten Gehäuseteils fixiert wird. Eine weitere umlaufende Kleberaupe läuft oberhalb des Sensormoduls auf dem oberen Rand des ersten Gehäuseteils des mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses. In vorteilhafter Weise erstrecken sich zwischen den Zwischenbereichen der umlaufend ausgebildeten Klebedichtung am oberen Randbereich des ersten Gehäuseteils eine erste Kammertrennung und eine zweite Kammertrennung ebenfalls in Form einer stegförmig ausgebildeten Kleberaupe.
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Zur Gewährleistung einer vollständigen Dichtheit der Abdichtung der zwei bzw. drei Kammern gegeneinander besteht die Notwendigkeit, dass sich die in der Vertiefung ausgebildeten, das Sensormodul an seiner Unterseite fixierenden Kleberaupen und die oberen Kleberaupen bevorzugt in linienförmiger Weise berühren.
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In Weiterbildung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens dient die obere, umlaufend ausgebildete Kleberaupe, welche des Weiteren die eine oder zwei Kammertrennungen umfasst, als Fixierung des zweiten, insbesondere deckelförmig ausgebildeten Gehäuseteils. Aus diesem Grunde wird in bevorzugter Ausgestaltung der einzigen flächigen Klebedichtung am oberen Randbereich des ersten Gehäuseteils diese in einer einheitlichen Höhe ausgebildet. In bevorzugter Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens liegen die Berührpunkte bzw. die Berührlinien zwischen den unteren in der Vertiefung liegenden Kleberaupen und der oberen umlaufend ausgebildeten Kleberaupen bzw. deren Kammertrennungen im Spalt zwischen dem Sensormodul und dem ersten Gehäuseteil des mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens können an dem Sensorgehäuse bzw. an dessen Duroplast-Körper Unterstützungsstrukturen angebracht werden, welche einen Verlauf des Klebstoffmaterials bzw. eine Formung der Kleberaupen begünstigen. Unterstützungsstrukturen können z. B. in Tunnelform ausgebildet sein, so dass das Sensormodul mit seiner Unterseite die Kleberaupen, die sich am Boden der Vertiefung des ersten Gehäuseteils befinden, überdecken. Des Weiteren können die erste Kammertrennung und die zweite Kammertrennung, die ebenfalls in vorteilhafter Weise als Kleberaupen ausgebildet sind, auf der Oberseite des Sensormoduls in Unterstützungsstrukturen, die in Rinnenform ausgebildet sind, verlaufen, so dass ein Verfließen der noch fließfähigen Kiebstoffmasse bei der Montage auf die Oberseite des Sensormoduls verhindert wird. Die Rinnenstrukturen, die an der Ober- und/oder auch an der Unterseite des Sensormoduls ausgebildet sein können, verhindern ein Verfließen des fließfähigen Klebstoffmaterials auf eine der Planseiten des Sensorgehäuses und begünstigen die Ausbildung der Kleberaupen und damit die Ausbildung der Abdichtungen der zwei bzw. drei Kammern gegeneinander.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht des mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses,
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2 eine Ansicht der Unterseite des ersten Gehäuseteils mit Druckeinlässen,
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3 eine perspektivische Draufsicht auf das Innenleben des ersten Gehäuseteils des mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses,
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4 eine Draufsicht auf das erste Gehäuseteil gemäß 3,
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5 eine Ansicht des ersten Gehäuseteils ohne montiertes Sensormodul,
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6 eine Ansicht des Sensormoduls gestaltet als OCFM-Baugruppe von der Unterseite her und
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7 eine Ansicht des Sensormoduls, beschaffen als OCFM-Baugruppe von der Oberseite her.
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Ausführungsvarianten
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Sensors zu entnehmen.
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Ein Sensor 10 umfasst ein mehrteilig ausgebildetes Sensorgehäuse 12, dessen erstes Gehäuseteil durch Bezugszeichen 14 identifiziert ist, und dessen zweites Gehäuseteil in Deckelform durch Bezugszeichen 16 bezeichnet ist. Das erste Gehäuseteil 14 und das zweite Gehäuseteil 16 sind über eine erste Klebedichtung 22, die umlaufend ausgebildet ist, miteinander stoffschlüssig verbunden.
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Der Darstellung gemäß 2 ist eine Ansicht des montierten Sensorgehäuses gemäß 1 von der Unterseite her zu entnehmen.
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Aus der Darstellung gemäß 2 erschließt sich, dass in der Bodenfläche des ersten Gehäuseteils 14, welches bevorzugt in Wannenform ausgebildet ist, eine erste Drucköffnung 18 sowie eine zweite Drucköffnung 20 ausgebildet sind. Über die erste Drucköffnung 18 wird eine erste Kammer 26 und über die zweite Drucköffnung 20 im Boden des ersten Gehäuseteils 14 wird eine zweite Kammer 28 mit einem Medium beaufschlagt. Aus der Darstellung gemäß 2 ergibt sich, dass in dieser Ausführungsvariante das mehrteilig ausgebildete Sensorgehäuse 12 sehr flach baut.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht des ersten in Wannenform ausgebildeten Gehäuseteils mit Innenleben.
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Aus der Darstellung gemäß 3 geht hervor, dass das erste Gehäuseteil 14 einen Innenraum 24 umfasst. Der Innenraum 24 wiederum ist in eine erste Kammer 26, eine zweite Kammer 28 sowie eine nicht medienbeaufschlagte dritte Kammer 30 unterteilt. In den Innenraum 24, die drei Kammern 26, 28, 30 durchsetzend, ist ein Sensormodul 32 vorgesehen. Bei dem Sensormodul 32 handelt es sich in bevorzugter Weise um ein OCFM-Modul, in welches ein Sensorelement, das hier nicht näher dargestellt ist, sowie mindestens ein elektronisches Bauelement in Gestalt eines ASICs, welches ebenfalls nicht dargestellt ist, eingespritzt und gekapselt sind. Bei dem Sensormodul 32 gemäß der perspektivischen Darstellung in 3 handelt es sich um ein Standardbauteil. Dieses Standardbauteil liegt lediglich in Varianten zum Einsatz in einem Absolutdrucksensor und einem Differenzdrucksensor vor. Das Sensormodul 32, ausgebildet als eine OCFM-Baugruppe (open cavity full mold), ist in sich abgas- und medienbeständig und weist einheitliche mechanische und elektrische Schnittstellen zum Sensorgehäuse 12 auf. Des Weiteren zeichnet sich das Sensormodul 32 gemäß der perspektivischen Darstellung in 3 durch kleine Bauraumbeanspruchung aus.
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Der Darstellung gemäß 3 ist zu entnehmen, dass die Klebedichtverbindung 22, insbesondere ausgebildet als erste Kleberaupe 22, umlaufend an der Oberseite des ersten Gehäuseteils 14 verläuft. Die Klebedichtung, ausgebildet als erste Kleberaupe 22, ist in einer einheitlichen Höhe ausgebildet, da sie des Weiteren neben der Abdichtfunktion der Kammern 26, 28, 30 gegeneinander die Fixierung des zweiten, deckelförmig ausgebildeten Gehäuseteils 16 des mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses 12 übernimmt.
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Wie aus der perspektivischen Draufsicht auf das Innenleben des ersten Gehäuseteils gemäß 3 des Weiteren hervorgeht, erstrecken sich über das in den Innenraum 24 eingelassene Sensormodul 32 eine erste Kammertrennung 40 sowie parallel zu dieser eine weitere, zweite Kammertrennung 42. Diese sind integraler Bestandteil der Klebedichtung, d. h. der ersten Kleberaupe 22, und dienen der Abdichtung von zwei bzw. drei Kammern, die im Innenraum 24 des ersten Gehäuseteils 14 des mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses 12 ausgebildet sind.
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Mit Bezugszeichen 34 sind elektrische Kontaktierungen des Sensormoduls 32 bezeichnet. Des Weiteren befinden sich im Körper des Sensormoduls, jeweils den ersten Kammern 26, die medienbeaufschlagt sind, zugeordnet, Öffnungen 64 bzw. 66, die hier in Rechteckform ausgebildet sind. Die Lage der Öffnungen 64, 66, hier ausgebildet in Rechteckform, im Sensormodul 32 korrespondiert zur Lage der ersten Drucköffnung 18 bzw. der zweiten Drucköffnung 20, die im Boden des ersten Gehäuseteils 14, wie in 2 dargestellt, ausgebildet sind. Über die Drucköffnungen 18 bzw. 20 bzw. die erste und die zweite Öffnung 64, 66 im Sensormodul 32 ist sichergestellt, dass die medienbeaufschlagten Kammern, d. h. die erste Kammer 26 und die zweite Kammer 28, auch mit Medium beaufschlagt werden. Durch die in 3 dargestellten, sich zwischen den Seiten der umlaufenden Klebedichtung, ausgebildet als erste Kleberaupe 22, erstreckenden Kammertrennungen 40 bzw. 42 ist die dritte Kammer 30, die zwischen der ersten Kammer 26 und der zweiten Kammer 28 liegt, gegen das Medium, mit welchem die erste Kammer 26 und die zweite Kammer 28 beaufschlagt sind, abgedichtet, sobald das zweite Gehäuseteil in Deckelform in die gleiche Position 16 montiert wird.
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4 zeigt eine Draufsicht auf das erste Gehäuseteil 14 samt Innenleben, wie bereits im Zusammenhang mit 3 erläutert.
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Während in den Ausführungsvarianten gemäß der 3 und 4 die erste Öffnung 64 bzw. die zweite Öffnung 66 im Corpus des Sensormoduls 32 in Rechteckform ausgebildet sind, können diese auch kreisrund oder oval oder in einer anderen Geometrie beschaffen sein. Entscheidend ist, dass die in das Duroplast-Material des Sensormoduls 32 eingebetteten Komponenten, d. h. das eigentliche Sensorelement, von dem Medium, welches die erste Kammer 26 bzw. die zweite Kammer 28 beaufschlagt, beaufschlagt sind. Aus dem Verlauf der ersten Kammertrennung 40 und der dazu parallel verlaufenden zweiten Kammertrennung 42 geht hervor, dass die dritte Kammer, d. h. die mittlere Kammer, in der die elektrischen Kontakte 34, die nicht medienresistent sind, liegen, gegen das Medium, welches die erste Kammer 26 und die zweite Kammer 28 beaufschlagt, abgedichtet ist, sobald das in den 1 und 2 dargestellte zweite in Deckelform ausgebildete Gehäuseteil 16 auf die in einheitlicher Höhe ausgebildete umlaufende Klebedichtung 22, insbesondere ausgebildet als umlaufende Kleberaupe, aufgebracht wird. Beim Aufbringen des zweiten Gehäuseteils 16 in Deckelform wird die einzige, flächig ausgebildete, in einheitlicher Höhe ausgebildete Klebedichtung nochmals verformt, so dass die sich parallel zueinander erstreckende erste Kammertrennung 40 bzw. zweite Kammertrennung 42 gegen die in der Darstellung in 5 in einer Vertiefung 44 ausgebildeten zweiten und dritten Kleberaupen 36, 38 gedrückt wird, unter Ausbildung von Berührungslinien oder Berührungspunkten 46.
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Der perspektivischen Darstellung gemäß 5 ist das wannenförmig ausgebildete erste Gehäuseteil des mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses zu entnehmen.
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Aus der perspektivischen Darstellung gemäß 5 geht hervor, dass in der Vertiefung 44 eine zweite Kleberaupe 36 und eine dritte Kleberaupe 38 ausgebildet sind. Die zweite Kleberaupe 36 und die dritte Kleberaupe 38 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander. Ihre Positionen in der Vertiefung 44 im ersten Gehäuseteil 14 sind so gewählt, dass die zweite Kleberaupe 36 unterhalb der ersten Kammertrennung 40, ebenfalls ausgebildet als Kleberaupe, verläuft, und die zweite Kleberaupe 38 im Boden der Vertiefung 44 unterhalb der zweiten Kammertrennung 42 verläuft. Dadurch ist sichergestellt, dass nach der Montage des Sensormoduls 32, bevorzugt ausgebildet als OCFM-Baugruppe in der Vertiefung 44 des ersten Gehäuseteils 14, und dem anschließenden Aufbringen der Klebedichtung 22, ausgebildet als erste umlaufende Kleberaupe, mit stegförmig ausgebildeten Kammertrennungen 40 bzw. 42, zwischen der zweiten Kleberaupe 36 und der dritten Kleberaupe 38 einerseits und den stegförmig verlaufenden Kammertrennungen 40 bzw. 42 andererseits Berührpunkte oder Berührlinien entstehen, die im Spalt zwischen dem als OCFM-Baugruppe ausgebildeten Sensormodul 32 und dem zweiten, deckelförmig ausgebildeten Gehäuseteil 16 liegen und die Abdichtung der dritten Kammer 30 gewährleisten.
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Aus der Darstellung gemäß 5 geht hervor, dass die erste Kammer 26 durch die erste Drucköffnung 18 mit Medium beaufschlagt wird, wohingegen die zweite Kammer 28 durch die zweite Drucköffnung 20 im Boden des ersten Gehäuseteils 14 mit Medium beaufschlagt ist. Die dritte Kammer 30 hingegen, die zwischen der ersten Kammer 26 und der zweiten Kammer 28 liegt, wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Konfiguration der Klebedichtung gegen das Medium abgedichtet.
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Der Darstellung gemäß 6 ist eine Darstellung des bevorzugt als OCFM-Baugruppe beschaffenen Sensormoduls zu entnehmen. Das Sensormodul 32, welches bevorzugt als Standardbauteil ausgebildet ist, weist eine Oberseite 56 und eine Unterseite 58 auf. In der perspektivischen Darstellung gemäß 6 ist das Sensormodul 32 von der Unterseite 58 her dargestellt. Analog zu den Darstellungen gemäß der 3 und 4 befindet sich im Corpus des Sensormoduls 32, welches bevorzugt aus einer Duroplast-Moldmasse gefertigt wird, die erste Öffnung 64 sowie die zweite Öffnung 66, die zu den in 5 dargestellten Drucköffnungen 18 bzw. 20 im Boden des ersten Gehäuseteils 14 fluchten. Neben der Ausgestaltung der ersten Öffnung 64 bzw. der zweiten Öffnung 66 in quadratischer bzw. rechteckförmiger Form, besteht natürlich die Möglichkeit, diese auch oval oder kreisrund oder in einer anderen Geometrie auszugestalten. Allein wichtig ist der Umstand, dass über die erste Drucköffnung 18 und die zweite Drucköffnung 20 im Boden des ersten Gehäuseteils 14 im Bereich der ersten Kammer 26 und der zweiten Kammer 28 eine Beaufschlagung der in die Duroplast-Moldmasse des Sensorgehäusemoduls 32 eingebetteten Komponenten sichergestellt ist.
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Aus der perspektivischen Darstellung der Unterseite 58 des Sensormoduls 32 gemäß 6 geht hervor, dass elektrische Kontaktierungen 34 seitlich aus dem Corpus des Sensormoduls 32 herausragen. Ein kostengünstiges Spritzgussteil aus einem thermoplastischen Kunststoff ist nicht dicht, wenn in ihm metallische Stromschienen umspritzt werden, vergleiche elektrische Kontaktierungen 34 in Schienenform. Dies findet seine Ursache darin, dass die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Metall und Kunststoff in der Regel stark unterschiedlich sind und sich nach nur wenigen Temperaturwechseln ein Spalt zwischen den elektrischen Kontaktierungen 34 und dem umgebenden Kunststoffkörper einstellt, durch den Medien eindringen können, so dass der Sensor 10 undicht wird.
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6 lässt sich entnehmen, dass an der Unterseite 58 des bevorzugt als OCFM-Baugruppe aus einem Duroplast-Material gefertigten Sensormoduls 32 in Form von tunnelartigen Ausnehmungen 62 verlaufende Unterstützungsstrukturen 48 ausgebildet sind. Wird das in 6 von der Unterseite 58 her dargestellte Sensormodul 32 auf die in 5 dargestellten zweiten und dritten Kleberaupen 36, 38 in die Vertiefung 44 im ersten Gehäuseteil 14 aufgebracht, so erfolgt eine Fixierung der Unterseite 58 des Sensormoduls 32 durch einen Kontakt zwischen den Kleberaupen 36 und 38 und den tunnelartig ausgebildeten Ausnehmungen 62 und ein nach Anpressen erfolgendes Verfließen des fließfähigen Klebstoffmaterials. Dadurch wird eine erste stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Sensormodul 32 und dem Boden der Vertiefung 44 innerhalb des ersten Gehäuseteils 14 des mehrteilig ausgebildeten Sensorgehäuses 12 hergestellt. In vorteilhafter Weise sind die tunnelartigen Ausnehmungen 62, welche in dieser Ausführungsvariante die Unterstützungsstrukturen 48 darstellen, an den Seiten mit Anschrägungen 60 versehen. Die Form und die Geometrie der Anschrägungen 60 an der Einlauf- bzw. Auslassseite der Unterstützungsstrukturen 48 in Tunnelform 62 ist komplementär zur Schräge der Endabschnitte der zweiten Kleberaupe 36 und der dritten Kleberaupe 38 ausgebildet. Anstelle der in 6 dargestellten Anschrägungen 60 in der Duroplast-Moldmasse des Sensormoduls 32 können auch Rundungen im Einlaufbereich bzw. Auslaufbereich der tunnelartig konfigurierten Ausnehmungen 62 ausgebildet sein.
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7 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf die Oberseite des Sensormoduls 32, welches in dieser Ausführungsvariante ebenfalls als OCFM-Baugruppe beschaffen ist.
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Aus der Darstellung gemäß 7 geht hervor, dass sich die erste Öffnung 64 sowie die zweite Öffnung 66, die jeweils zu den Drucköffnungen 18 bzw. 20 im Boden des ersten Gehäuseteils 14 fluchten, von der Oberseite 56 des Sensormoduls 32 zu dessen Unterseite 58 durchgängig erstrecken. Bezugszeichen 62 bezeichnet die tunnelartig konfigurierten Ausnehmungen an der Unterseite 58 des Sensormoduls 32, Bezugszeichen 34 die elektrischen Kontaktierungen 34, die hier als Stromschienen ausgebildet sind. Stromschienen, welche die elektrischen Kontaktierungen 34 darstellen, sind in die Duroplast-Moldmasse des Sensormoduls 32 eingebettet.
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Um bei beengtem Bauraum eine Führung bzw. eine akkurate Ausbildung der in 3 und 4 dargestellten Kammertrennungen 40 bzw. 42 zu erreichen, die sich zwischen Seitenteilen der Klebedichtung 22, die umlaufend ausgebildet ist, erstrecken, befinden sich auch an der Oberseite 56 des Sensormoduls 32 Unterstützungsstrukturen 48. In der in 7 dargestellten Ausführungsvariante der Oberseite 46 des Sensormoduls 42 sind die Unterstützungsstrukturen 48 in Form einer Rinne 50 ausgebildet. Die Rinnen 50 werden durch parallel zueinander verlaufende Stege 54 begrenzt. Die Unterseite der jeweiligen Rinnen 50 ist durch einen Boden 52, welcher durch die Oberseite 56 des Sensormoduls 32 gebildet ist, dargestellt. Wie aus der Darstellung gemäß 3 hervorgeht, haben die Unterstützungsstrukturen 48 die Aufgabe, dass sich die Kammertrennungen 40 bzw. 42 wie gewünscht konfigurieren lassen und sich auch bei beengtem Bauraum und kleinen Abmessungen insbesondere entlang der Grenzen zwischen der ersten Kammer 26 und der dritten Kammer 30 sowie entlang der Grenze zwischen der zweiten Kammer 28 und der dritten Kammer 30 erstrecken. Dies ist von Bedeutung, da unterhalb der ersten Kammertrennung 40 bzw. der zweiten Kammertrennung 42 zu diesen korrespondierend ausgebildete zweite und dritte Kleberaupen 36 und 38 ausgebildet sind, und erst bei Kontakt der ebenfalls in Raupenform ausgebildeten Kammertrennungen 40 bzw. 42 mit den zweiten und dritten Kleberaupen 36, 38 eine dauerhafte Abdichtung der ersten Kammer 26 von der dritten Kammer 30 sowie der zweiten Kammer 28 von der dritten Kammer 30 andererseits erreicht ist.
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Anstelle der in 7 dargestellten Ausführungsvariante der Unterstützungsstrukturen 48 in Form einer Rinne 50 mit Rinnenboden 52, begrenzt durch Stege 54, können sich auch andere Ausführungsvarianten in Form einer Einbuchtung oder einer Einrundung oder dergleichen realisieren lassen. Allein der Umstand, dass diese Unterstützungsstrukturen 48 mit den zweiten und dritten Kleberaupen 36, 38, die am Boden der Vertiefung 44 des ersten Gehäuseteils 14 angebracht werden, fluchten, ist von Bedeutung. Die Geometrie der Unterstützungsstrukturen 48 kann in beliebiger Form ausgestaltet sein; es ist jedoch zu gewährleisten, dass der Verlauf des Klebematerials, welcher die erste Kammertrennung 40 und die zweite Kammertrennung 42 schlussendlich darstellt, von einer Seite der Klebedichtung 22, die bevorzugt als erste Kleberaupe ausgebildet ist, zur anderen Seite derselben sichergestellt ist.
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Die Klebedichtung 22, bevorzugt ausgebildet als erste Kleberaupe, mit einer ersten Kammertrennung 40 bei zwei Kammern oder einer weiteren, zweiten Kammertrennung 42 bei einer Abdichtung von drei Kammern 26, 28, 30 gegeneinander, wie in den Figuren dargestellt, wird bevorzugt in einer einheitlichen Höhe ausgebildet. Dies begünstigt, dass ein zweites Gehäuseteil 16 in Form eines Deckels auf die in einheitlicher Höhe ausgebildete Klebedichtung 22 dichtend aufgebracht werden kann, so dass bei Montage des zweiten Gehäuseteils 16 eine gleichzeitig erfolgende Abdichtung der zwei bzw. drei Kammern 26, 28, 30, wie zeichnerisch dargestellt, erfolgt, ohne dass weitere Dichtungsschritte erforderlich sind. Bei einem Anpressen des zweiten, bevorzugt in Deckelform ausgebildeten Gehäuseteils 16 auf die umlaufend ausgebildete Klebedichtung 22 in Form der ersten Kleberaupe sowie die erste Kammertrennung 40 bzw. gegebenenfalls die weitere, zweite Kammertrennung 42 erfolgt ein Kontakt dieser mit den zweiten und dritten Kleberaupen 36, 38 entlang von Berührlinien bzw. Berührpunkten, so dass eine mediendichte Abdichtung der die elektrischen Kontakte 34 aufnehmenden dritten Kammer 30, die zwischen der ersten Kammer 26 und der zweiten Kammer 28 liegt, gewährleistet werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008005153 A1 [0004]
