DE102011083174B4

DE102011083174B4 - Sensor for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium

Info

Publication number: DE102011083174B4
Application number: DE102011083174.6A
Authority: DE
Inventors: Aline Welter; Gerald Baetzel; Christoph Gmelin; Reinhold Herrmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: DE102011083174A1

Abstract

Sensor (10) zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums, mit einem Gehäuse (12), einem Sensormodul (36) zur Erfassung des Drucks und einem Temperaturmessfühler (28), wobei das Gehäuse (12) einen in das fluide Medium hineinragenden Druckstutzen (16) aufweist, wobei der Temperaturmessfühler (28) zumindest teilweise in dem Druckstutzen (16) aufgenommen ist, wobei in dem Druckstutzen (16) mindestens eine Bohrung (48) zur Aufnahme mindestens einer Anschlussleitung (32) des Temperaturmessfühlers (28) vorgesehen ist, wobei in dem Gehäuse (12) ein Stanzgitter (42) zum elektrischen Verbinden mit dem Temperaturmessfühler (28) vorgesehen ist,wobei das Stanzgitter (42) in einer Ebene (E) angeordnet ist, sich die Bohrung (48) unter einem Schnittwinkel (α) von 25 ° bis 90 °zu der Ebene (E) des Stanzgitters (42) erstreckt, die Anschlussleitung (32) mit dem Stanzgitter (42) durch eine Leitklebeverbindung verbunden ist und die Bohrung (48) in einem Gehäuseinnenraum (34) des Gehäuses (12) mündet, dadurch gekennzeichnet,dass die Anschlussleitung (32) das Stanzgitter (42) durchdringt und die Leitklebeverbindung durch mindestens eine leitende formschlüssige Verbindung gebildet wird, welche so vorgesehen ist, dass der Gehäuseinnenraum (34) gegen die Bohrung (48) abgedichtet ist.Sensor (10) for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium, with a housing (12), a sensor module (36) for detecting the pressure and a temperature sensor (28), the housing (12) protruding into the fluid medium Has pressure port (16), wherein the temperature sensor (28) is at least partially accommodated in the pressure port (16), at least one bore (48) being provided in the pressure port (16) for receiving at least one connecting line (32) of the temperature sensor (28). is, wherein a lead frame (42) is provided in the housing (12) for electrical connection to the temperature sensor (28), the lead frame (42) being arranged in a plane (E), the bore (48) being at a cutting angle (α) extends from 25 ° to 90 ° to the plane (E) of the lead frame (42), the connecting line (32) is connected to the lead frame (42) by a conductive adhesive connection and the hole (48) in a housing interior (34) of the housing (12), characterized in that the connecting line (32) penetrates the lead frame (42) and the conductive adhesive connection is formed by at least one conductive positive connection, which is provided in such a way that the housing interior (34) is against the bore (48 ) is sealed.

Description

Stand der TechnikState of the art

In verschiedenen Bereichen der Technik, wie beispielsweise den Naturwissenschaften oder der Medizintechnik, müssen eine oder mehrere Eigenschaften fluider Medien erfasst werden. Hierbei kann es sich grundsätzlich um beliebige physikalische und/oder chemische Eigenschaften der fluiden Medien, also der Gase und/oder Flüssigkeiten, handeln, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Strömungseigenschaften oder Ähnliches. Ein wichtiges Beispiel, auf welches die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist die Erfassung eines Drucks des fluiden Mediums. Drucksensoren sind beispielsweise aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 134-136 bekannt. Ein weiteres Beispiel sind Temperatursensoren, wie sie beispielsweise aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seite 137 bekannt sind.In various areas of technology, such as natural sciences or medical technology, one or more properties of fluid media must be recorded. In principle, this can involve any physical and/or chemical properties of the fluid media, i.e. the gases and/or liquids, such as temperature, pressure, flow properties or the like. An important example, to which the present invention is not limited, is the detection of a pressure of the fluid medium. Pressure sensors are known, for example, from Konrad Reif (ed.): Sensors in Motor Vehicles, 1st edition 2010, pages 134-136. Another example are temperature sensors, such as those known from Konrad Reif (ed.): Sensors in Motor Vehicles, 1st edition 2010, page 137.

Temperatursensoren werden häufig auch gemeinsam mit Messfühlern zur Erfassung anderer physikalischer und/oder chemischer Parameter eingesetzt. So können Temperatursensoren beispielsweise in Drucksensoren oder Luftmassensensoren eingesetzt werden. Beispielsweise sind aus der DE 197 31 420 A1 eine Vorrichtung zur Erfassung des Drucks und der Temperatur im Saugrohr einer Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt. Dabei sind in einem gemeinsamen Gehäuse ein Temperaturmessfühler und ein Sensormodul zum Erfassen des Drucks zusammen mit einer Auswerteschaltung angeordnet. Das Gehäuse weist zwei voneinander getrennte Räume auf, von denen einer einen dichten Druckraum bildet, in welchem der Drucksensor angeordnet ist. Der Druckraum ist als Fortsetzung eines Zuführkanals ausgebildet, der zum Zuführen der Luft aus dem Saugrohr zum dem Drucksensor in einem Druckstutzen ausgebildet ist. Die DE 197 31 420 A1 offenbart eine Ausführungsform, in der eine Anschlussleitung des Temperaturfühlers mittels eines Leitklebers mit in einem Gehäuse angeordneten Stanzgitterbahnen der Vorrichtung elektrisch kontaktiert ist.Temperature sensors are often used together with measuring sensors to record other physical and/or chemical parameters. For example, temperature sensors can be used in pressure sensors or air mass sensors. For example, from the DE 197 31 420 A1 a device for detecting the pressure and temperature in the intake manifold of an internal combustion engine and a method for its production are known. A temperature sensor and a sensor module for detecting the pressure are arranged together with an evaluation circuit in a common housing. The housing has two separate spaces, one of which forms a sealed pressure space in which the pressure sensor is arranged. The pressure chamber is designed as a continuation of a supply channel, which is designed to supply the air from the suction pipe to the pressure sensor in a pressure port. The DE 197 31 420 A1 discloses an embodiment in which a connecting line of the temperature sensor is electrically contacted by means of a conductive adhesive with lead frame tracks of the device arranged in a housing.

Bei den Temperaturmessfühlern kann es sich beispielsweise um so genannte NTCs handeln, also um temperaturabhängige Widerstände, deren elektrischer Widerstand mit der Temperatur variiert, insbesondere bei steigender Temperatur abnimmt. Derartige NTCs weisen in der Regel eine Glas- oder Kunststoffperle mit einem Durchmesser von 1 bis 4 mm auf, aus der zwei Beinchen herausragen, welche die elektrischen Anschlüsse darstellen. Bei der Herstellung von solchen Druck- und Temperatursensoren wird der NTC üblicherweise von der Druckraumseite des Gehäuses aus in den Druckstutzen eingefädelt, verschweißt und mit Kleber vergossen, d. h. passiviert. Der NTC, die elektrischen Anschlüsse und der Verguss liegen alle im Druckraum, sind also von Medien, die durch den Druckstutzen gelangen, beaufschlagt, müssen aber dadurch keine Dichtfunktion erfüllen. Die Dichtfunktion wird durch andere Bauteile bewirkt, wie beispielsweise Dichtungen oder Klebeverbindungen zwischen Wänden im Inneren des Gehäuses. Trotz der durch diese Sensoren bewirkten Verbesserungen besteht nach wie vor ein Optimierungspotenzial bekannter Sensoren.The temperature sensors can be, for example, so-called NTCs, i.e. temperature-dependent resistors whose electrical resistance varies with the temperature, in particular decreasing as the temperature increases. Such NTCs usually have a glass or plastic bead with a diameter of 1 to 4 mm, from which two legs protrude, which represent the electrical connections. When producing such pressure and temperature sensors, the NTC is usually threaded into the pressure port from the pressure chamber side of the housing, welded and filled with adhesive, i.e. H. passivated. The NTC, the electrical connections and the potting are all located in the pressure chamber, so they are exposed to media that pass through the pressure port, but do not have to fulfill any sealing function. The sealing function is achieved by other components, such as seals or adhesive connections between walls inside the housing. Despite the improvements brought about by these sensors, there is still potential for optimization of known sensors.

Aus der DE 10 2007 045 179 A1 ist ein Sensor zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums bekannt, der ein Gehäuse mit einem in das fluide Medium hineinragenden Druckstutzen aufweist. Ein Temperaturmessfühler ist mit seiner Anschlussleitung in einer Aufnahme des Druckstutzens aufgenommen. Der Sensor umfasst weiterhin ein in das Gehäuse eingesetztes Kontaktierungsmodul zur elektrischen Kontaktierung des Temperaturmessfühlers mit einem Schaltungsträger. Die Anschlussleitung des Temperaturfühlers ist über eine Leitklebeverbindung mit einem Stanzgitter des Kontaktierungsmoduls verbunden.From the DE 10 2007 045 179 A1 a sensor for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium is known, which has a housing with a pressure port projecting into the fluid medium. A temperature sensor is accommodated with its connecting cable in a receptacle in the pressure port. The sensor further comprises a contacting module inserted into the housing for electrically contacting the temperature sensor with a circuit carrier. The connecting cable of the temperature sensor is connected to a lead frame of the contacting module via a conductive adhesive connection.

Weitere Sensoren zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums sind aus der DE 100 54 013 B4 , der DE 10 2006 033 467 A1 , der JP 2009 192 424 A und der JP 2009 281 915 A bekannt.Further sensors for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium are from the DE 100 54 013 B4 , the DE 10 2006 033 467 A1 , the JP 2009 192 424 A and the JP 2009 281 915 A known.

Aus der DE 10 2004 013 582 A1 ist ein kombinierter Druck-Temperatursensor bekannt, bei dem eine Anschlussleitung des Temperaturfühlers mit einer Stanzgitterbahn eines Gehäuses kontaktiert ist und mittels eine Vergusselementes versiegelt ist. Ein dazu ähnlicher Aufbau ist auch aus der DE 10 2005 016 836 A1 und der DE 103 49 163 A1 bekannt.From the DE 10 2004 013 582 A1 a combined pressure-temperature sensor is known, in which a connecting line of the temperature sensor is contacted with a lead frame of a housing and is sealed by means of a casting element. A similar structure is also from the DE 10 2005 016 836 A1 and the DE 103 49 163 A1 known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Zur Verkleinerung des gesamten Sensors und um dessen Herstellung zu vereinfachen, wird angestrebt, das Sensormodul zur Erfassung des Drucks als Dichtung des Druckraums gegenüber dem Gehäuseinnenraum, in dem sich üblicherweise die Verbindung des Sensormoduls zu einem Stecker des Sensors und Teile der Auswerteschaltung, befindet, einzusetzen. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Signale des Temperaturmessfühlers wieder in die Auswerteschaltung des Sensormoduls zur Erfassung des Drucks eingespeist werden und dort verarbeitet werden können. Insbesondere muss die Zuleitung vom Gehäuseinnenraum zum Temperaturmessfühler generell durch die Grenze von Druckraum zum Gehäuseinnenraum geführt werden, wobei hier auf Medien- und Druckdichtheit geachtet werden muss.In order to reduce the size of the entire sensor and to simplify its production, the aim is to use the sensor module for detecting the pressure as a seal of the pressure chamber relative to the housing interior, in which the connection of the sensor module to a plug of the sensor and parts of the evaluation circuit are usually located . Care must be taken to ensure that the signals from the temperature sensor are fed back into the evaluation circuit of the sensor module to record the pressure and can be processed there. In particular, the supply line from the housing interior to the temperature sensor must generally be routed through the boundary from the pressure chamber to the housing interior whereby attention must be paid to media and pressure tightness.

Es wird dementsprechend ein Sensor zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums vorgeschlagen, welcher die Nachteile bekannter Sensoren zumindest weitgehend vermeidet.Accordingly, a sensor for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium is proposed, which at least largely avoids the disadvantages of known sensors.

Der Sensor zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums weist ein Gehäuse, ein Sensormodul zur Erfassung des Drucks und einen Temperaturmessfühler auf. Das Gehäuse weist einen in das fluide Medium hineinragenden Druckstutzen auf. Der Temperaturmessfühler ist zumindest teilweise in dem Druckstutzen aufgenommen. In dem Druckstutzen ist mindestens eine Bohrung zur Aufnahme mindestens einer Anschlussleitung des Temperaturmessfühlers vorgesehen. In dem Gehäuse ist ein Stanzgitter zum elektrischen Verbinden mit dem Temperaturmessfühler vorgesehen. Das Stanzgitter ist in einer Ebene angeordnet und die Bohrung erstreckt sich unter einem Schnittwinkel von 25 ° bis 90 °, insbesondere von 70° bis 90°, zu der Ebene des Stanzgitters. Die Anschlussleitung durchdringt das Stanzgitter. Die Anschlussleitung ist mit dem Stanzgitter durch mindestens eine als Leitklebeverbindung ausgebildete, leitende formschlüssige Verbindung verbunden. Die Bohrung mündet in einem Gehäuseinnenraum des Gehäuses und die leitende formschlüssige Verbindung ist erfindungsgemäß so vorgesehen, dass der Gehäuseinnenraum gegen die Bohrung abgedichtet ist.The sensor for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium has a housing, a sensor module for detecting the pressure and a temperature sensor. The housing has a pressure port projecting into the fluid medium. The temperature sensor is at least partially accommodated in the pressure port. At least one hole is provided in the pressure port for receiving at least one connecting line of the temperature sensor. A lead frame is provided in the housing for electrical connection to the temperature sensor. The lead frame is arranged in a plane and the bore extends at an intersection angle of 25 ° to 90 °, in particular from 70 ° to 90 °, to the plane of the lead frame. The connecting cable penetrates the lead frame. The connecting line is connected to the lead frame by at least one conductive, positive connection designed as a conductive adhesive connection. The bore opens into an interior of the housing and the conductive positive connection is provided according to the invention so that the interior of the housing is sealed against the bore.

Der Druckstutzen kann mindestens einen Zuführkanal zum Zuführen des fluiden Mediums zu dem Sensormodul aufweisen, wobei der Zuführkanal in einen Gehäuseinnenraum des Gehäuses mündet und wobei das Sensormodul den Gehäuseinnenraum gegen den Zuführkanal abdichtet. Der Zuführkanal kann im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Stanzgitters verlaufen. Der Zuführkanal kann sich beispielsweise entlang einer Längsachse erstrecken, die senkrecht zu einer Messoberfläche des Sensormoduls verläuft. Die Längsachse kann beispielsweise durch einen Mittelpunkt der Messoberfläche des Sensormoduls verlaufen. Das Stanzgitter kann eine Mündung der Bohrung zumindest teilweise umgeben. Die leitende formschlüssige Verbindung kann zumindest teilweise in der Bohrung angeordnet sein. In dem Gehäuse kann eine Auflagefläche ausgebildet sein, auf der das Stanzgitter angeordnet ist. Der Zuführkanal kann einen gekrümmten Verlauf aufweisen.The pressure port can have at least one supply channel for supplying the fluid medium to the sensor module, the supply channel opening into a housing interior of the housing and the sensor module sealing the housing interior against the supply channel. The feed channel can run essentially perpendicular to the plane of the lead frame. The feed channel can, for example, extend along a longitudinal axis that runs perpendicular to a measuring surface of the sensor module. The longitudinal axis can, for example, run through a center point of the measuring surface of the sensor module. The lead frame can at least partially surround an opening of the bore. The conductive positive connection can be arranged at least partially in the bore. A support surface on which the lead frame is arranged can be formed in the housing. The feed channel can have a curved course.

Unter einem Stutzen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein kurzes rohrförmiges Ansatzstück zu verstehen. Da der Stutzen in das fluide Medium hineinragt und das fluide Medium üblicherweise einen Druck oberhalb des Atmosphären- oder Normaldrucks aufweist, so dass der Stutzen eine gewisse Druckbeständigkeit aufweisen muss, wird der Stutzen im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Druckstutzen bezeichnet.In the context of the present invention, a nozzle is to be understood as meaning a short tubular extension piece. Since the nozzle protrudes into the fluid medium and the fluid medium usually has a pressure above atmospheric or normal pressure, so that the nozzle must have a certain pressure resistance, the nozzle is referred to as a pressure nozzle in the context of the present invention.

Unter einer Bohrung zur Aufnahme mindestens einer Anschlussleitung eines Temperaturmessfühlers ist ein runder oder unrunder Durchbruch oder Kanal zu verstehen, in dem mindestens eine Anschlussleitung eines Temperaturmessfühlers aufgenommen werden kann. Insbesondere ist unter einer Bohrung in dem Druckstutzen ein Durchbruch oder Kanal zu verstehen, durch den ein das fluide Medium enthaltender Raum oder Abschnitt in dem Druckstutzen mit einem Raum des Gehäuses, in dem sich ein Stanzgitter befindet, wie beispielsweise ein Innenraum, in Verbindung stehen kann, wobei die Bohrung nachträglich abgedichtet oder verschlossen werden kann, um ein Eindringen des fluiden Mediums in den Innenraum des Gehäuses zu verhindern. Die Bohrung kann sowohl mit der Hand mit einer Handbohrmaschine als auch auf einer Reihe Werkzeugmaschinen wie Bohrmaschine, Drehmaschine, Fräsmaschine erzeugt werden. In Fällen, in denen das Gehäuse gegossen wird, ist es jedoch ebenso möglich, die Bohrung durch Einbringen eines Platzhalters oder dergleichen in die Gussform herzustellen, wobei die einströmende Gussmasse den Platzhalter umschließt und dieser nachträglich entfernt wird, um so die Bohrung freizugeben.A hole for receiving at least one connecting line of a temperature sensor is understood to be a round or non-round opening or channel in which at least one connecting line of a temperature sensor can be received. In particular, a bore in the pressure port is to be understood as meaning a breakthrough or channel through which a space or section in the pressure port containing the fluid medium can be connected to a space in the housing in which a lead frame is located, such as an interior space , whereby the bore can be subsequently sealed or closed in order to prevent the fluid medium from penetrating into the interior of the housing. The hole can be created either by hand with a hand drill or on a number of machine tools such as drilling machines, lathes and milling machines. However, in cases where the housing is cast, it is also possible to produce the hole by introducing a placeholder or the like into the casting mold, whereby the inflowing casting compound encloses the placeholder and this is subsequently removed in order to expose the hole.

Unter einem Stanzgitter, das auch unter der Bezeichnung lead frame bekannt ist, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein metallisches Stanz- oder Ätzformteil zu verstehen, auf dem Chips, wie beispielsweise Halbleiterchips (Dies), durch beispielsweise Die-Bonden befestigt und durch Draht-Bonden kontaktiert werden können. Nach dem Bonden wird das Stanzgitter üblicherweise noch mit einem Duroplast umspritzt und die Anschlussbeinchen freigestanzt und abgewinkelt. Das Stanzgitter kann beispielsweise ein gestanztes Kupferblech sein. Es ist aber auch möglich, derartige Gitter durch Laserschneiden oder dergleichen herzustellen. Auch solche Gitter sind Stanzgitter im Sinne der vorliegenden Erfindung. Da derartige Stanzgitter üblicherweise eine flächenhafte Erstreckung mit nur geringen lokalen Erhebungen aufweisen, kann ein derartiges Stanzgitter eine Ebene im Rahmen der vorliegenden Erfindung definieren, wobei die einzelnen lokalen Erhebungen für die Festlegung der Ebene zu vernachlässigen sind.In the context of the present invention, a stamped grid, which is also known as a lead frame, is to be understood as meaning a metallic stamped or etched part on which chips, such as semiconductor chips (dies), are attached by, for example, die bonding and by wire -Bonden can be contacted. After bonding, the lead frame is usually coated with a thermoset and the connecting legs are punched out and angled. The punched grid can be, for example, a punched copper sheet. However, it is also possible to produce such gratings by laser cutting or the like. Such grids are also punched grids in the sense of the present invention. Since such lead frames usually have a flat extent with only small local elevations, such a lead frame can define a plane within the scope of the present invention, with the individual local elevations being negligible for determining the level.

Unter einem Schnittwinkel ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Winkel zwischen der Aufnahme und der Ebene des Stanzgitters zu verstehen, wobei zur Festlegung des Winkels beispielsweise eine Mittellinie der Aufnahme dienen kann. Bei einem Schnitt einer derartigen Linie oder Geraden mit einer Ebene wird der Scheitel des Winkels durch den Durchstoßpunkt in der Ebene eindeutig festgelegt. Der zweite Schenkel liegt in der Ebene durch den Durchstoßpunkt, die durch den Richtungsvektor der Geraden oder der Mittellinie und einen Normalenvektor der Ebene aufgespannt wird. Somit stehen zwei Winkel zwischen diesen Schenkeln zur Wahl. Bis auf den orthogonalen Fall wählt man für die Angabe des Schnittwinkels stets den kleineren.In the context of the present invention, a cutting angle is to be understood as meaning the angle between the receptacle and the plane of the lead frame, with a center line of the receptacle, for example, being able to be used to determine the angle. When such a line or straight line intersects With a plane, the vertex of the angle is clearly defined by the point of penetration in the plane. The second leg lies in the plane through the penetration point, which is spanned by the direction vector of the straight line or the center line and a normal vector of the plane. There are therefore two angles to choose from between these legs. Except for the orthogonal case, the smaller one is always chosen when specifying the cutting angle.

Unter einem im Wesentlichen senkrechten Verlauf ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verlauf mit einer Winkelabweichung von maximal 20 °, insbesondere maximal 10 ° und bevorzugt maximal 5 °, von einem Winkel von 90 ° zu verstehen.In the context of the present invention, a substantially vertical course is understood to mean a course with an angular deviation of a maximum of 20°, in particular a maximum of 10° and preferably a maximum of 5°, from an angle of 90°.

Unter einem gekrümmten Verlauf eines Bauteils ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Richtungsänderung pro durchlaufene Länge eines genügend kurzen Stücks des Bauteils zu verstehen. Für die Festlegung der Krümmung kann dabei beispielsweise eine Mittellinie oder, bei rotationssymmetrischer Ausbildung, die Mittelachse als Bezugslinie verwendet werden. Die Krümmung einer Geraden ist beispielsweise überall gleich null, weil sich ihre Richtung nicht ändert. Ein Kreis mit dem Radius r hat überall gleiche Krümmung, nämlich 1/r, denn seine Richtung ändert sich überall gleich stark. Bei allen anderen Kurven bzw. Linien wechselt die Krümmung von Punkt zu Punkt der Linie. Die Krümmung einer Linie in einem Punkt P gibt also an, wie stark die Linie in der unmittelbaren Umgebung des Punktes P von einer Geraden abweicht. Der Verlauf des Bauteils kann dabei auch mehrere Krümmungen in unterschiedlichen Richtungen aufweisen. Beispielsweise kann das Bauteil einen Verlauf in der Form eines „S“ aufweisen.In the context of the present invention, a curved course of a component is understood to mean the change in direction per length of a sufficiently short piece of the component. To determine the curvature, for example, a center line or, in the case of a rotationally symmetrical design, the center axis can be used as a reference line. For example, the curvature of a line is zero everywhere because its direction does not change. A circle with radius r has the same curvature everywhere, namely 1/r, because its direction changes to the same extent everywhere. For all other curves or lines, the curvature changes from point to point on the line. The curvature of a line at a point P indicates how much the line in the immediate vicinity of the point P deviates from a straight line. The course of the component can also have several curvatures in different directions. For example, the component can have a gradient in the shape of an “S”.

Unter einer formschlüssigen Verbindung ist Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Verbindung zweier Werkstücke zu verstehen, bei der eine Relativbewegung zwischen den zwei Werkstücken durch die Form der Werkstücke selbst oder durch ein Hilfsmittel verhindert wird. Dabei kann eine Kraft durch die Form der an der Verbindung beteiligten Werkstücke und gegebenenfalls Hilfsmittel übertragen werden. Beispiele für eine lösbare formschlüssige Verbindung sind die Schwalbenschwanzverbindung, die Zahnkupplung, die Nut-Feder-Verbindung, die Passfeder und der Verbindungsbeschlag. Beispiele für das Herstellen einer nicht lösbaren formschlüssigen Verbindung sind das Durchsetzfügen, Verlöten, Verschweißen und das Verkleben.In the context of the present invention, a positive connection means a connection between two workpieces in which a relative movement between the two workpieces is prevented by the shape of the workpieces themselves or by an aid. A force can be transmitted through the shape of the workpieces involved in the connection and, if necessary, aids. Examples of a detachable positive connection are the dovetail connection, the tooth coupling, the tongue and groove connection, the feather key and the connecting fitting. Examples of creating a non-detachable positive connection include clinching, soldering, welding and gluing.

Unter einer Leitklebeverbindung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine elektrisch leitfähige Verbindung mittels eines Klebers, insbesondere mittels eines Epoxy-Leitklebers, zu verstehen.In the context of the present invention, a conductive adhesive connection is to be understood as meaning an electrically conductive connection by means of an adhesive, in particular by means of an epoxy conductive adhesive.

Unter einem Sensormodul ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein vormontiertes und abgeglichenes Modul mit einem Sensorelement und weiteren Bauteilen zu verstehen. Die weiteren Bauteile können beispielsweise Bauteile zur Signalverarbeitung, ein Gel als Schutz gegenüber dem fluiden Medium und Berührung, Bauteilen der Aufbau- und Verbindungstechnik, insbesondere Bond-Drähte, Kleber und dergleichen, ein Kunststoff-Moldkörper mit Stanzgitter und Kondensatoren sein. Bei den Bauteilen zur Signalverarbeitung kann es sich beispielsweise um eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application-specific integrated circuit, ASIC) handeln, die auch als Custom-Chip bekannt ist. Eine derartige Schaltung ist eine elektronische Schaltung, die als integrierter Schaltkreis realisiert wird. Die Funktion dieser Schaltung ist damit nicht mehr manipulierbar. Das Sensorelement und die Bauteile zur Signalverarbeitung können sich auf zwei getrennten Chips oder auf einem gemeinsamen Chip befinden.In the context of the present invention, a sensor module is to be understood as meaning a pre-assembled and calibrated module with a sensor element and other components. The other components can be, for example, components for signal processing, a gel as protection against the fluid medium and contact, components for assembly and connection technology, in particular bonding wires, adhesives and the like, a plastic molded body with a lead frame and capacitors. The components for signal processing can be, for example, an application-specific integrated circuit (ASIC), which is also known as a custom chip. Such a circuit is an electronic circuit that is implemented as an integrated circuit. The function of this circuit can no longer be manipulated. The sensor element and the signal processing components can be located on two separate chips or on a common chip.

Unter einem Sensorelement zur Erfassung eines Drucks ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element zu verstehen, welches die eigentlichen Messsignale bezüglich des Drucks und/oder der Messwerte liefert, die zur Erfassung des Drucks des fluiden Mediums genutzt werden. Beispielsweise kann das Sensorelement eine als Messbrücke ausgebildete Sensormembran mit einem oder mehreren piezoresistiven Elementen und/oder anderen Arten von sensitiven Elementen umfassen, wie dies bei Drucksensoren üblich ist. Für weitere mögliche Ausgestaltungen von derartigen Drucksensoren kann auf den oben beschriebenen Stand der Technik, insbesondere auf Konrad Reif (Hrsg.):

Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 134-136 verwiesen werden. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.

In the context of the present invention, a sensor element for detecting a pressure is to be understood as an element which supplies the actual measurement signals relating to the pressure and/or the measured values that are used to detect the pressure of the fluid medium. For example, the sensor element can comprise a sensor membrane designed as a measuring bridge with one or more piezoresistive elements and/or other types of sensitive elements, as is common in pressure sensors. For further possible configurations of such pressure sensors, reference can be made to the prior art described above, in particular to Konrad Reif (ed.):

Sensors in motor vehicles, 1st edition 2010, pages 134-136. However, other configurations are also possible in principle.

Unter einer Messoberfläche eines Sensormoduls zur Erfassung eines Drucks ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung diejenige Seite oder Fläche des Sensormoduls zu verstehen, die dem fluiden Medium ausgesetzt ist.In the context of the present invention, a measuring surface of a sensor module for detecting a pressure is understood to mean that side or surface of the sensor module that is exposed to the fluid medium.

Unter einem Temperaturmessfühler ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede Art von bekannten Temperatursensoren zu verstehen, insbesondere sogenannte NTCs, d. h. temperaturabhängige elektrische Widerstände mit einem negativen Temperaturkoeffizienten, deren elektrischer Widerstand mit der Temperatur variiert, insbesondere bei steigender Temperatur abnimmt. Denkbar sind jedoch auch PTCs, d. h. elektrische Widerstände mit positiven Temperaturkoeffizienten, deren Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt. Für weitere mögliche Ausgestaltungen von derartigen Drucksensoren kann auf den oben beschriebenen Stand der Technik, insbesondere auf Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seite 137 verwiesen werden. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.In the context of the present invention, a temperature sensor is to be understood as meaning any type of known temperature sensors, in particular so-called NTCs, ie temperature-dependent electrical resistors with a negative temperature coefficient, the electrical resistance of which varies with the temperature, in particular decreasing as the temperature increases. However, PTCs are also conceivable, ie electrical resistors with positive temperature coefficients whose resistance increases with increasing temperature. For further possible configurations of such pressure sensors, see the ones described above State of the art, in particular to Konrad Reif (Ed.): Sensors in Motor Vehicles, 1st edition 2010, page 137. However, other configurations are also possible in principle.

Unter einem Gehäuseinnenraum ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere derjenige Raum in einem Gehäuse eines Sensors zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur zu verstehen, in dem sich die Elektronik, wie beispielsweise die Auswerteschaltung und deren elektrische Anschlüsse, befindet, so dass dieser auch als Elektronikraum bezeichnet werden kann. In diesem Gehäuseinnenraum herrscht in der Regel Umgebungsdruck, da dieser gegenüber dem zu messenden fluiden Medium medien- und druckdicht ausgebildet ist.In the context of the present invention, a housing interior is understood to mean, in particular, that space in a housing of a sensor for detecting a pressure and a temperature in which the electronics, such as the evaluation circuit and its electrical connections, are located, so that this can also be called an electronics room can be designated. Ambient pressure usually prevails in this housing interior, since it is designed to be media-tight and pressure-tight with respect to the fluid medium to be measured.

Unter einer Passivierung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung gemäß der Definition der Oberflächentechnik die spontane Entstehung oder gezielte Erzeugung einer nichtmetallischen Schutzschicht auf einem metallischen Werkstoff zu verstehen, welche die Korrosion des Grundwerkstoffes verhindert oder stark verlangsamt.In the context of the present invention, according to the definition of surface technology, passivation is to be understood as the spontaneous formation or targeted creation of a non-metallic protective layer on a metallic material, which prevents or greatly slows down the corrosion of the base material.

Durch den erfindungsgemäßen Sensor ist ein einfacher Fertigungsprozess möglich, der keine zusätzliche Passivierung erfordert. Ferner wird durch die Leitklebeverbindung eine hohe Medienresistenz geschaffen, insbesondere durch Verwendung von beispielsweise einem Epoxy-Leitkleber. Ein Epoxy-Leitkleber verfügt sowohl über eine sehr hohe Festigkeit als auch über eine hohe Medienresistenz, beispielsweise gegenüber Säuren und dergleichen aus einer Abgasrückführung oder dergleichen, und gewährleistet die erforderliche Dichtheit in dem Kontaktbereich, d. h. in dem Bereich, in dem die Anschlussleitungen des Temperaturmessfühlers mit dem Stanzgitter elektrisch kontaktiert werden. Ferner ist eine einfache Prozesskontrolle durch Inspektion der durch das Stanzgitter herausragenden Enden der Anschlussleitungen des Temperaturfühlers möglich.The sensor according to the invention enables a simple manufacturing process that does not require any additional passivation. Furthermore, the conductive adhesive connection creates a high level of media resistance, in particular by using, for example, an epoxy conductive adhesive. An epoxy conductive adhesive has both very high strength and high media resistance, for example to acids and the like from exhaust gas recirculation or the like, and ensures the required tightness in the contact area, i.e. H. in the area in which the connecting cables of the temperature sensor are electrically contacted with the lead frame. Furthermore, simple process control is possible by inspecting the ends of the connecting cables of the temperature sensor that protrude through the lead frame.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.Further optional details and features of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments, which are shown schematically in the figures.

Es zeigen:

1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Sensors zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur nach einer ersten Ausführungsform,
2 eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform gemäß der Linie A-A der 2,
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus der 2, der den Temperaturmessfühler und dessen elektrische Kontaktierung zeigt, und
4 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums.

Show it:

1 a top view of a section of a sensor according to the invention for detecting a pressure and a temperature according to a first embodiment,
2 a sectional view of the first embodiment according to line AA of 2 ,
3 an enlarged section of the 2 , which shows the temperature sensor and its electrical contact, and
4 a second embodiment of a sensor according to the invention for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 10 zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums ist in den 1 bis 3 gezeigt. Da die Erfindung insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik anwendbar ist, kann der erfindungsgemäße Sensor 10 beispielsweise an einem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine angebracht sein, so dass es sich bei dem fluiden Medium um eine der Brennkraftmaschine zugeführte Ansaugluft handeln kann. Anderer Anwendungen, bei denen der Druck und die Temperatur eines fluiden Mediums bestimmt werden muss, sind jedoch ebenfalls möglich.A first embodiment of a sensor 10 according to the invention for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium is in the 1 until 3 shown. Since the invention is particularly applicable in the field of motor vehicle technology, the sensor 10 according to the invention can be attached, for example, to an intake pipe of an internal combustion engine, so that the fluid medium can be intake air supplied to the internal combustion engine. However, other applications in which the pressure and temperature of a fluid medium must be determined are also possible.

Der Sensor 10 umfasst ein Gehäuse 12, das von einem Deckelteil 14 verschlossen sein kann. Das Gehäuse 12 weist einen Druckstutzen 16 auf. Der Druckstutzen 16 ragt in das strömende fluide Medium hinein und wird von diesem umströmt. Der Druckstutzen 16 weist ein unteres Ende 18 und ein oberes Ende 20 auf. An seinem unteren Ende 18, das sich näher an dem Gehäuse 12 als sein oberes Ende 20 befindet, weist der Druckstutzen 16 eine Nut 22 für einen Dichtring, wie beispielsweise einen O-Ring, auf, mittels dessen das übrige Gehäuse 12 abgedichtet werden kann. Die Nut 22 ist allerdings nur in 4 in Verbindung mit der später beschriebenen zweiten Ausführungsform zu sehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Nut 22 in 2 nicht gezeigt. An dem oberen Ende 20 weist der Druckstutzen 16 Öffnungen 24 auf, durch welche das strömende fluide Medium in das Innere des Druckstutzens 16 einströmen kann. Im Inneren des Druckstutzens 16 sind Abstützungen 26 vorgesehen, welche einen dort aufgenommenen Temperaturmessfühler 28 abstützen und stabilisieren.The sensor 10 includes a housing 12, which can be closed by a cover part 14. The housing 12 has a pressure port 16. The pressure port 16 projects into the flowing fluid medium and is flowed around by it. The pressure port 16 has a lower end 18 and an upper end 20. At its lower end 18, which is located closer to the housing 12 than its upper end 20, the pressure port 16 has a groove 22 for a sealing ring, such as an O-ring, by means of which the remaining housing 12 can be sealed. However, the groove 22 is only in 4 to be seen in connection with the second embodiment described later. For clarity the groove is 22 in 2 Not shown. At the upper end 20, the pressure port 16 has openings 24 through which the flowing fluid medium can flow into the interior of the pressure port 16. Inside the pressure port 16, supports 26 are provided, which support and stabilize a temperature sensor 28 accommodated there.

Der Temperaturmessfühler 28 kann beispielsweise in Form eines NTC-Widerstands ausgebildet sein. Der Temperaturmessfühler 28 weist einen Messkopf 30 in Form einer Glas- oder Kunststoffperle mit zwei elektrischen Anschlussleitungen 32 in Form von biegbaren Beinchen auf. Der Messkopf 30 weist beispielsweise einen Durchmesser von 1 mm bis 4 mm auf.The temperature sensor 28 can be designed, for example, in the form of an NTC resistor. The temperature sensor 28 has a measuring head 30 in the form of a glass or plastic bead with two electrical connection lines 32 in the form of bendable legs. The measuring head 30 has, for example, a diameter of 1 mm to 4 mm.

Zur Verdeutlichung der Unterschiede des erfindungsgemäßen Sensors zu herkömmlichen Sensoren, wird kurz auf einige Details der herkömmlichen Sensoren eingegangen. Bei herkömmlichen Sensoren, wie sie beispielsweise aus dem oben genannten Stand der Technik bekannt sind, ist in dem Gehäuse beispielsweise ein Träger vorgesehen, auf dem ein Sensormodul zur Erfassung des Drucks angeordnet ist. Das Sensormodul zur Erfassung des Drucks befindet sich üblicherweise vollständig in einem als Druckraum ausgebildeten Abschnitt des Gehäuses. Das Sensormodul kann über Bonddrähte, die auf dem Träger angeordnet sind, mit Flachsteckerkontakten verbunden sein, die von dem Gehäuse nach außen geführt sind. Der Temperaturmessfühler ist über die Anschlussleitungen mittels einer an sich bekannten Schneidklemmverbindung mit den Flachsteckerkontakten elektrisch leitend verbunden.To illustrate the differences between the sensor according to the invention and conventional sensors, some details of the conventional sensors will be briefly discussed. In conventional sensors, such as those known from the above-mentioned prior art, a carrier is provided in the housing, for example, on which a sensor module for detecting the pressure is arranged. The sensor module for detecting the pressure is usually located completely in a section of the housing designed as a pressure chamber. The sensor module can be connected via bonding wires that are arranged on the carrier to flat plug contacts that are led outwards from the housing. The temperature sensor is electrically conductively connected to the flat plug contacts via the connecting cables by means of a known insulation displacement connection.

Bei der Herstellung eines derartigen herkömmlichen Sensors wird der Temperaturmessfühler von oben, d. h. von dem Druckraum aus in Richtung zu dem Druckstutzen, in den Druckstutzen eingefädelt, verschweißt oder verlötet und mit Kleber vergossen, d. h. passiviert. Die Herstellung eines derartigen Sensors ist somit in vergleichsweise aufwändiger Weise herzustellen. So müssen beispielsweise die elektrischen Verbindungen zwischen den Anschlussleitungen des Temperaturmessfühlers mit dem Träger im fertig montierten Zustand durch beispielsweise eine Lötverbindung hergestellt werden und dann mit einem Kleber zum Abdichten vergossen werden. Nähere Details zu der Herstellung sind beispielsweise dem oben genannten Stand der Technik zu entnehmen. Demnach befinden sich der Temperaturmessfühler, die Anschlussleitungen und deren elektrische Verbindung mit den Flachsteckerkontakten alle im Druckraum des Gehäuses und sind somit von Medien, die durch den Druckstutzen gelangen, beaufschlagt. Dabei müssen der Temperaturmessfühler, die elektrischen Kontaktierungen und der Verguss keine Dichtfunktion erfüllen.When producing such a conventional sensor, the temperature sensor is viewed from above, i.e. H. from the pressure chamber in the direction of the pressure port, threaded into the pressure port, welded or soldered and poured with glue, i.e. H. passivated. The production of such a sensor is therefore comparatively complex to produce. For example, the electrical connections between the connecting lines of the temperature sensor and the carrier must be made in the fully assembled state, for example by a soldered connection, and then cast with an adhesive for sealing. Further details on the production can be found, for example, in the prior art mentioned above. Accordingly, the temperature sensor, the connecting cables and their electrical connection to the flat plug contacts are all located in the pressure chamber of the housing and are therefore exposed to media that pass through the pressure port. The temperature sensor, the electrical contacts and the potting do not have to fulfill a sealing function.

Die 1 zeigt die erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 10 zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums, insbesondere eines strömenden fluiden Mediums, in einer Draufsicht auf einen Ausschnitt aus dem Gehäuse 12, die einen Gehäuseinnenraum 34 mit der Elektronik zeigt. Nachstehend werden insbesondere die Unterschiede zu dem oben beschriebenen herkömmlichen Sensor anhand der 1 bis 3 beschrieben.The 1 shows the first embodiment of a sensor 10 according to the invention for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium, in particular a flowing fluid medium, in a top view of a section of the housing 12, which shows a housing interior 34 with the electronics. In particular, the differences to the conventional sensor described above are explained below using the 1 until 3 described.

Der Sensor 10 weist ein Sensormodul 36 zur Erfassung eines Drucks auf, der beispielsweise einen Glassockel sowie einen auf diesem angeordneten Siliziumchip als Sensorelement aufweisen kann, auf dessen Oberfläche beispielsweise eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, die beispielsweise in Form einer Wheatstone-Brücke aus piezoresistiven Widerstandselementen aufgebaut sein kann. Die für die Druckerfassung notwendige Membran kann durch Ätzen der Siliziumchiprückseite hergestellt sein. Die Verbindung des Siliziumchips mit dem Glassockel wird beispielsweise unter Vakuum hergestellt, so dass sich anschließend in der freigeätzten Kaverne ein Vakuum befindet. Das Sensormodul 36 ist wiederum mit den Flachsteckerkontakten 40 über Bonddrähte 38 verbunden, auch wenn diese aus Gründen der Übersichtlichkeit in der 1 nicht gezeigt sind, sondern nur in 4 in Verbindung mit der später beschriebenen zweiten Ausführungsform.The sensor 10 has a sensor module 36 for detecting a pressure, which can have, for example, a glass base and a silicon chip arranged thereon as a sensor element, on the surface of which, for example, an evaluation circuit is provided, which can be constructed, for example, in the form of a Wheatstone bridge made of piezoresistive resistance elements can. The membrane required for pressure detection can be produced by etching the back of the silicon chip. The connection of the silicon chip to the glass base is made, for example, under vacuum, so that there is then a vacuum in the etched cavity. The sensor module 36 is in turn connected to the flat plug contacts 40 via bonding wires 38, even if these are shown in the figure for reasons of clarity 1 are not shown, but only in 4 in connection with the second embodiment described later.

Ferner ist gemäß der Darstellung der 1 neben dem Sensormodul 36 ein Stanzgitter 42 angeordnet, das schematisch angedeutet und aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht vollständig eingezeichnet ist, aber mit dem Sensormodul 36 elektrisch verbunden ist, wie beispielsweise über Bonddrähte. Das Stanzgitter 42 weist zwei Öffnungen 44 auf, durch die Anschlussleitungen 32 eines Temperaturmessfühlers 28, wie er in 2 gezeigt ist, hindurchgeführt werden können, wie nachstehend ausführlicher erläutert wird.Furthermore, according to the representation 1 A lead frame 42 is arranged next to the sensor module 36, which is indicated schematically and is not completely shown for reasons of clarity, but is electrically connected to the sensor module 36, for example via bonding wires. The lead frame 42 has two openings 44 through which connecting lines 32 of a temperature sensor 28, as shown in 2 shown, can be passed through, as will be explained in more detail below.

2 zeigt eine Ansicht gemäß einem Schnitt entlang der Linie A-A, der 1. Wie dieser Darstellung zu entnehmen ist, weist der Druckstutzen 16 einen gekrümmten Zuführkanal 46 auf, der eingerichtet ist, das fluide Medium zu dem Sensormodul 36 zuzuführen. Der Zuführkanal 46 erstreckt sich von dem oberen Ende 20 bis zu dem unteren Ende 18 des Druckstutzens 16 und mündet in dem Gehäuseinnenraum 34. Das Sensormodul 36 dichtet den Gehäuseinnenraum 34 gegen den Zuführkanal 46 ab. Daher ist die im Gehäuseinnenraum 34 vorgesehene Elektronik, wie beispielsweise die Auswerteschaltung, gegenüber dem fluiden Medium in dem Zuführkanal 46 durch das Sensormodul 36 geschützt. 2 shows a view according to a section along line AA, the 1 . As can be seen from this illustration, the pressure port 16 has a curved feed channel 46, which is set up to supply the fluid medium to the sensor module 36. The feed channel 46 extends from the upper end 20 to the lower end 18 of the pressure port 16 and opens into the housing interior 34. The sensor module 36 seals the housing interior 34 against the feed channel 46. Therefore, the electronics provided in the housing interior 34, such as the evaluation circuit, are protected from the fluid medium in the supply channel 46 by the sensor module 36.

Ferner weist der Druckstutzen 16 eine Bohrung 48 auf, die in dem Druckstutzen 16 von dem Zuführkanal 46 getrennt ausgebildet ist und mindestens eine Anschlussleitung 32 eines Temperaturmessfühlers 28 aufnimmt. Bei der gezeigten Ausführungsform sind alle Anschlussleitungen 32 in der Bohrung 48 aufgenommen. Der Temperaturmessfühler 28 ist dabei zumindest teilweise in dem Druckstutzen 16 aufgenommen. Der Messkopf 30 des Temperaturmessfühlers 28 befindet sich dabei nicht in der Bohrung 48, sondern ragt aus dieser heraus, damit dieser besser von dem fluiden Medium umströmt werden kann. Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend, verbessert aber den Wärmeübergang von dem fluiden Medium auf den Messkopf 30. Der Messkopf 30 kann in der Bohrung 48 aufgenommen sein. Sofern beispielsweise die Temperatur eines ruhenden fluiden Mediums, also eines nicht strömenden Mediums, erfasst werden soll, kann diese Art der Anordnung vorgesehen werden. Bei der obigen Anordnung, bei der der Messkopf 30 nicht in der Bohrung 48 angeordnet ist, ist es für den Durchmesser der Bohrung 48 ausreichend, dass dieser eine Aufnahme bzw. ein Durchführen mindestens einer Anschlussleitung 32 erlaubt.Furthermore, the pressure port 16 has a bore 48, which is formed in the pressure port 16 separately from the feed channel 46 and accommodates at least one connecting line 32 of a temperature sensor 28. In the embodiment shown, all connecting lines 32 are accommodated in the bore 48. The temperature sensor 28 is at least partially accommodated in the pressure port 16. The measuring head 30 of the temperature sensor 28 is not located in the bore 48, but protrudes from it so that the fluid medium can flow around it better. However, this arrangement is not mandatory, but it improves the heat transfer from the fluid medium to the measuring head 30. The measuring head 30 can be placed in the bore 48 be taken. If, for example, the temperature of a stationary fluid medium, i.e. a non-flowing medium, is to be recorded, this type of arrangement can be provided. In the above arrangement, in which the measuring head 30 is not arranged in the bore 48, it is sufficient for the diameter of the bore 48 to allow at least one connection line 32 to be accommodated or passed through.

In dem Gehäuse 12 ist eine Auflagefläche 50 gebildet, in der die Bohrung 48 in dem Gehäuseinnenraum 34 mündet. Auf der Auflagefläche 50 ist das Stanzgitter 42 in einer Ebene E die Mündung der Bohrung 48 zumindest teilweise umgebend angeordnet. Die Ebene E des Stanzgitters 42 verläuft beispielsweise parallel zu einer Messoberfläche 52 des Sensormoduls 36. Die Bohrung 48 bzw. deren Mittellinie verläuft bei der ersten Ausführungsform im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene E des Stanzgitters 42 auf der Auflagefläche 50, d. h. der Schnittwinkel a zwischen der Bohrung 48 bzw. ihrer Mittellinie und der Ebene E des Stanzgitters 42 auf der Auflagefläche 50 ist bei der ersten Ausführungsform im Wesentlichen 90 °.A support surface 50 is formed in the housing 12, in which the bore 48 opens into the housing interior 34. On the support surface 50, the lead frame 42 is arranged in a plane E, at least partially surrounding the mouth of the bore 48. The plane E of the lead frame 42 runs, for example, parallel to a measuring surface 52 of the sensor module 36. In the first embodiment, the bore 48 or its center line runs essentially perpendicular to the plane E of the lead frame 42 on the support surface 50, i.e. H. The cutting angle a between the bore 48 or its center line and the plane E of the lead frame 42 on the support surface 50 is essentially 90 ° in the first embodiment.

3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Bohrung 48 und der Durchführung der Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 durch das Stanzgitter 42. Wie der Darstellung der 3 zu entnehmen ist, durchdringen die Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 die Öffnungen 44 des Stanzgitters 42 vollständig, so dass die Anschlussleitungen 32 von dem Stanzgitter 42 in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum 34 vorstehen. Die Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 sind mit dem Stanzgitter 42 nicht durch Schneidklemmverbindungen wie bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Sensor verbunden bzw. angebunden, sondern durch mindestens eine elektrisch leitende formschlüssige Verbindung. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die elektrisch leitende formschlüssige Verbindung durch Leitklebeverbindungen 54 realisiert. Die Leitklebeverbindungen 54 werden beispielsweise in Form eines Epoxy-Leitklebers derart aufgebracht, dass sie zumindest teilweise in die Bohrung 48 eindringen oder in dieser angeordnet sind und das Stanzgitter 42 im Bereich der Öffnungen 44 auf der dem Gehäuseinnenraum 34 zugewandten Seite vollständig bedecken. Dabei kann der Epoxy-Leitkleber beispielsweise auf die dem Gehäuseinnenraum 34 zugewandten Seite des Stanzgitters 42 tropfenförmig oder kalottenförmig aufgebracht werden, so dass er beispielsweise einen konvexen Querschnitt gemäß der Darstellung der 3 aufweist. Insbesondere sind die Leitklebeverbindungen 54 derart in der Bohrung 48 angeordnet, dass sie sich auf der der Bohrung 48 zugewandten Seite des Stanzgitters 42 über die gesamte Querschnittsfläche der Bohrung 48, d.h. über eine Fläche der Bohrung 48 senkrecht zu der Mittellinie der Bohrung 48, erstrecken. Dabei können die Leitklebeverbindungen 54 die Form eines Pfropfens in der Bohrung 48 einnehmen. Folglich ist das Stanzgitter 42 auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten in dem Mündungsbereich der Bohrung 48 von den Leitklebeverbindungen 54 bedeckt. Mit anderen Worten sind die Leitklebeverbindungen 54 so vorgesehen, dass der Gehäuseinnenraum 34 gegen die Bohrung 48 abgedichtet ist. Daher ist die im Gehäuseinnenraum 34 vorgesehene Elektronik, wie beispielsweise die Auswerteschaltung, gegenüber dem fluiden Medium in dem Mündungsbereich der Bohrung 48 durch die Leitklebeverbindungen 54 an dem Stanzgitter 42 geschützt. 3 shows an enlarged section of the bore 48 and the passage of the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 through the lead frame 42. As shown in the illustration 3 As can be seen, the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 completely penetrate the openings 44 of the lead frame 42, so that the connection lines 32 protrude from the lead frame 42 in the direction of the housing interior 34. The connecting lines 32 of the temperature sensor 28 are connected or connected to the lead frame 42 not by insulation displacement connections as in the conventional sensor described above, but by at least one electrically conductive positive connection. In the embodiment shown, the electrically conductive positive connection is realized by conductive adhesive connections 54. The conductive adhesive connections 54 are applied, for example, in the form of an epoxy conductive adhesive in such a way that they at least partially penetrate into the bore 48 or are arranged in it and completely cover the lead frame 42 in the area of the openings 44 on the side facing the housing interior 34. The epoxy conductive adhesive can be applied, for example, to the side of the lead frame 42 facing the housing interior 34 in a drop shape or dome shape, so that it has, for example, a convex cross section as shown in FIG 3 having. In particular, the conductive adhesive connections 54 are arranged in the bore 48 in such a way that they extend on the side of the lead frame 42 facing the bore 48 over the entire cross-sectional area of the bore 48, ie over an area of the bore 48 perpendicular to the center line of the bore 48. The conductive adhesive connections 54 can take the form of a plug in the bore 48. Consequently, the lead frame 42 is covered by the conductive adhesive connections 54 on two opposite sides in the mouth area of the bore 48. In other words, the conductive adhesive connections 54 are provided such that the housing interior 34 is sealed against the bore 48. Therefore, the electronics provided in the housing interior 34, such as the evaluation circuit, are protected from the fluid medium in the mouth area of the bore 48 by the conductive adhesive connections 54 on the lead frame 42.

Wie die 2 zeigt, kann als weiterer Schutz für den Temperaturmessfühler 28 und insbesondere für den Messkopf 30 ein Schutzbügel 56 am oberen Ende 20 des Druckstutzens 16 angebracht sein. In der Bohrung 48 unterhalb des Kontaktbereichs, d.h. desjenigen Bereichs, in dem die Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 mit dem Stanzgitter 42 elektrisch kontaktiert werden, herrscht Messdruck, der beispielsweise 6 bar betragen kann, und oberhalb davon, d.h. in dem Gehäuseinnenraum 34, herrscht Umgebungsdruck. Ein Epoxy-Leitkleber für die Leitklebeverbindung 54 verfügt sowohl über eine sehr hohe Festigkeit als auch über eine hohe Medienresistenz, beispielsweise gegenüber Säuren und dergleichen aus einer Abgasrückführung oder dergleichen, und gewährleistet die erforderliche Dichtheit in dem Kontaktbereich. Es sei jedoch erwähnt, dass anstelle der Leitklebeverbindungen 54 auch andere elektrisch leitende formschlüssige Verbindungen vorgesehen werden können, wie beispielsweise durch Löten. Ferner ist eine einfache Prozesskontrolle durch Inspektion der durch das Stanzgitter 42 herausragenden Enden der Anschlussleitungen 32 des Temperaturfühlers 28 möglich.As the 2 shows, a protective bracket 56 can be attached to the upper end 20 of the pressure port 16 as further protection for the temperature sensor 28 and in particular for the measuring head 30. In the bore 48 below the contact area, ie the area in which the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 are electrically contacted with the lead frame 42, there is a measuring pressure which can be, for example, 6 bar, and above this, ie in the housing interior 34, there is ambient pressure . An epoxy conductive adhesive for the conductive adhesive connection 54 has both very high strength and high media resistance, for example to acids and the like from exhaust gas recirculation or the like, and ensures the required tightness in the contact area. However, it should be mentioned that instead of the conductive adhesive connections 54, other electrically conductive positive connections can also be provided, for example by soldering. Furthermore, simple process control is possible by inspecting the ends of the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 protruding through the lead frame 42.

Bei der Herstellung des Sensors 10 nach der ersten Ausführungsform kann der Temperaturmessfühler 28 von unten eingefädelt werden, d.h. ausgehend von dem oberen Ende 20 des Druckstutzens 16 in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum 34, und mittels der Leitklebeverbindung 54 an das Stanzgitter 42 elektrisch angebunden werden. Entsprechend müssen die elektrischen Verbindungen zwischen den Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 und dem Sensormodul 36 nicht durch beispielsweise eine Lötverbindung vorab hergestellt werden, diese Bauteile dann im fertig montierten Zustand in das Gehäuse 12 eingebracht werden, und dann mit einem Kleber zum Abdichten vergossen werden, sondern die Verbindungen können nachträglich von dem Gehäuseinnenraum 34 aus hergestellt oder eingerichtet werden. Über die Anschlussleitungen 32 können die elektrischen Signale des Messkopfs 30 des Temperaturmessfühlers 28 durch die Leitklebeverbindungen 54 an das Stanzgitter 42 und an das mit dem Stanzgitter 42 verbunden Sensormodul 36 weitergegeben werden.When producing the sensor 10 according to the first embodiment, the temperature sensor 28 can be threaded in from below, ie starting from the upper end 20 of the pressure port 16 in the direction of the housing interior 34, and electrically connected to the lead frame 42 by means of the conductive adhesive connection 54. Accordingly, the electrical connections between the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 and the sensor module 36 do not have to be made in advance by, for example, a solder connection, these components then have to be introduced into the housing 12 in the fully assembled state and then cast with an adhesive for sealing, but rather The connections can be made or set up subsequently from the housing interior 34. The electrical signals from the measuring head 30 can be transmitted via the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 through the conductive adhesive connections 54 to the lead frame 42 and to the sensor module 36 connected to the lead frame 42.

4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 10 zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben, wobei gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen aufweisen. 4 shows a second embodiment of a sensor 10 according to the invention for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium. Only the differences from the first embodiment are described below, with the same components having the same reference numbers.

Bei der zweiten Ausführungsform des Sensors 10 zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums, insbesondere eines strömenden fluiden Mediums, ist der Zuführkanal 46 zum Zuführen des fluiden Mediums zu dem Sensormodul 36 zur Erfassung des Drucks des fluiden Mediums zylindrisch ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Längsachse 58. Die Längsachse 58 verläuft im Wesentlichen senkrecht zu einer Messoberfläche 52 des Sensormoduls 36. Da das Sensormodul 36 wie bei der ersten Ausführungsform parallel zu der Ebene E des Stanzgitters 42 angeordnet ist, verläuft der Zuführkanal 46 im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene E des Stanzgitters 42. Insbesondere verläuft die Längsachse 58 des Zuführkanals 46 durch den Mittelpunkt der Messoberfläche 52 des Sensormoduls 36. Der Zuführkanal 46 kann somit beispielsweise kreiszylindrisch ausgebildet sein, so dass er einen geradlinigen Verlauf entlang der Längsachse 58 aufweist und zu dieser rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Da der Zuführkanal 46 einen geradlinigen Verlauf aufweist, erstreckt sich die Bohrung 48 unter einem Schnittwinkel a von 25 ° bis 90 °, insbesondere kleiner 90 ° bei der zweiten Ausführungsform, zu der Ebene E des Stanzgitters 42 auf der Auflagefläche 50. Der Schnittwinkel α der Bohrung 48 mit der Ebene E des Stanzgitters 42 kann bei der zweiten Ausführungsform beispielsweise 75 ° sein. Mit anderen Worten verläuft die Bohrung 48 schräg zu der Ebene E des Stanzgitters 42 und zu dem Zuführkanal 46. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der 4 die Leitklebeverbindung 54 für die elektrische Kontaktierung der Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühler 28 mit dem Stanzgitters 42 im Bereich der Mündung der Bohrung 48 in dem Gehäuseinnenraum 34 nicht dargestellt. Es wird jedoch explizit betont, dass auch bei der zweiten Ausführungsform die Anschlussleitungen 32 durch die Öffnungen 44 in dem Stanzgitter 42 geführt sind, die Öffnungen 44 durchdringen und die Leitklebeverbindungen 54 für die elektrische Kontaktierung der Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühler 28 mit dem Stanzgitter 42 wie bei der ersten Ausführungsform vorhanden sind.In the second embodiment of the sensor 10 for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium, in particular a flowing fluid medium, the supply channel 46 for supplying the fluid medium to the sensor module 36 for detecting the pressure of the fluid medium is cylindrical and extends along a longitudinal axis 58. The longitudinal axis 58 runs essentially perpendicular to a measuring surface 52 of the sensor module 36. Since the sensor module 36 is arranged parallel to the plane E of the lead frame 42, as in the first embodiment, the feed channel 46 runs essentially perpendicular to the plane E of the lead frame 42. In particular, the longitudinal axis 58 of the feed channel 46 runs through the center of the measuring surface 52 of the sensor module 36. The feed channel 46 can therefore, for example, be designed to be circular-cylindrical, so that it has a straight course along the longitudinal axis 58 and is rotationally symmetrical to it. Since the feed channel 46 has a straight course, the bore 48 extends at a cutting angle a of 25 ° to 90 °, in particular less than 90 ° in the second embodiment, to the plane E of the lead frame 42 on the support surface 50. The cutting angle α the Bore 48 with the plane E of the lead frame 42 can be, for example, 75 ° in the second embodiment. In other words, the bore 48 runs obliquely to the plane E of the lead frame 42 and to the feed channel 46. For reasons of clarity, 4 the conductive adhesive connection 54 for the electrical contacting of the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 with the lead frame 42 in the area of the mouth of the bore 48 in the housing interior 34 is not shown. However, it is explicitly emphasized that in the second embodiment too, the connecting lines 32 are guided through the openings 44 in the lead frame 42, penetrate the openings 44 and the conductive adhesive connections 54 for the electrical contacting of the connection lines 32 of the temperature sensor 28 with the lead frame 42 as in the first embodiment are present.

Auch bei der zweiten Ausführungsform dichtet das Sensormodul 36 den Gehäuseinnenraum 34 gegen den Zuführkanal 46 ab. Daher ist die im Gehäuseinnenraum 34 vorgesehene Elektronik, wie beispielsweise die Auswerteschaltung, gegenüber dem fluiden Medium geschützt. Auch bei der zweiten Ausführungsform kann der Temperaturmessfühler 28 von unten eingefädelt werden, d. h. ausgehend von dem oberen Ende 20 des Druckstutzens 16 in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum 34, und mittels der Leitklebeverbindungen 54 an das Stanzgitter 42 elektrisch angebunden werden. Über das Stanzgitter 42 wird das elektrische Signal des Messkopfs 30 des Temperaturmessfühlers 28 an das Sensormodul 36 weitergegeben. In der Bohrung 48 unterhalb des Kontaktbereichs, d.h. desjenigen Bereichs, in dem die Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 mit dem Stanzgitter 42 elektrisch kontaktiert werden, herrscht Messdruck, der beispielsweise 6 bar betragen kann, und oberhalb davon, d. h. in dem Gehäuseinnenraum 34, herrscht Umgebungsdruck. Ein Epoxy-Leitkleber für die Leitklebeverbindung 54 verfügt sowohl über eine sehr hohe Festigkeit als auch über eine hohe Medienresistenz, beispielsweise gegenüber Säuren und dergleichen aus einer Abgasrückführung oder dergleichen, und gewährleistet die erforderliche Dichtheit in dem Kontaktbereich. Ferner ist eine einfache Prozesskontrolle durch Inspektion der durch das Stanzgitter 42 herausragenden Enden der Anschlussleitungen 32 des Temperaturfühlers 28 möglich.In the second embodiment, too, the sensor module 36 seals the housing interior 34 against the feed channel 46. Therefore, the electronics provided in the housing interior 34, such as the evaluation circuit, are protected from the fluid medium. In the second embodiment, too, the temperature sensor 28 can be threaded in from below, i.e. H. starting from the upper end 20 of the pressure port 16 in the direction of the housing interior 34, and electrically connected to the lead frame 42 by means of the conductive adhesive connections 54. The electrical signal from the measuring head 30 of the temperature sensor 28 is passed on to the sensor module 36 via the lead frame 42. In the bore 48 below the contact area, i.e. the area in which the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 are electrically contacted with the lead frame 42, there is a measuring pressure which can be, for example, 6 bar, and above this, i.e. H. in the housing interior 34, there is ambient pressure. An epoxy conductive adhesive for the conductive adhesive connection 54 has both very high strength and high media resistance, for example to acids and the like from exhaust gas recirculation or the like, and ensures the required tightness in the contact area. Furthermore, simple process control is possible by inspecting the ends of the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 protruding through the lead frame 42.

Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder in den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.It is expressly emphasized that all features disclosed in the description and/or in the claims are considered to be separate and independent from each other for the purpose of the original disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed invention, regardless of the combinations of features in the embodiments and/or the claims should be. It is explicitly stated that all range statements or statements of groups of units disclose every possible intermediate value or subgroup of units for the purpose of the original disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed invention, in particular also as a limit of a range statement.

Claims

Sensor (10) for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium, with a housing (12), a sensor module (36) for detecting the pressure and a temperature sensor (28), the housing (12) protruding into the fluid medium Has pressure port (16), wherein the temperature sensor (28) is at least partially accommodated in the pressure port (16), at least one bore (48) being provided in the pressure port (16) for receiving at least one connecting line (32) of the temperature sensor (28). is, whereby in the housing (12) a lead frame (42) is provided for electrical connection to the temperature sensor (28), the lead frame (42) being arranged in a plane (E), the bore (48) being at an intersection angle (α) of 25 ° to 90 ° extends to the plane (E) of the lead frame (42), the connecting line (32) is connected to the lead frame (42) by a conductive adhesive connection and the bore (48) opens into a housing interior (34) of the housing (12), characterized in that the connecting line (32) penetrates the lead frame (42) and the conductive adhesive connection is formed by at least one conductive positive connection, which is provided in such a way that the housing interior (34) is sealed against the bore (48).

Sensor (10) according to the preceding claim, wherein the pressure port (16) has at least one supply channel (46) for supplying the fluid medium to the sensor module (36), the supply channel (46) being in a housing interior (34) of the housing (12 ) opens and the sensor module (36) seals the housing interior (34) against the feed channel (46).

Sensor (10) according to the preceding claim, wherein the feed channel (46) runs essentially perpendicular to the plane (E) of the lead frame (42).

Sensor (10) according to one of the two preceding claims, wherein the feed channel (46) extends along a longitudinal axis (58) which is perpendicular to a measuring surface (52) of the sensor module (36), in particular through a center of the measuring surface (52) of the Sensor module (36) runs.

Sensor (10) according to one of the preceding claims, wherein the lead frame (42) at least partially surrounds an opening of the bore (48).

sensor (10). Claim 1 , wherein the conductive positive connection is at least partially arranged in the bore (48).

Sensor (10) according to one of the preceding claims, wherein a support surface (50) is formed in the housing (12) on which the lead frame (42) is arranged.

Sensor (10) according to one of the Claims 2 until 4 , wherein the feed channel (46) has a curved course.