DE102014202208A1

DE102014202208A1 - Sensoreinheit für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102014202208A1
Application number: DE102014202208.8A
Authority: DE
Inventors: Ronald Steinbrink; Stefan Ortmann; Anwar Hegazi; Mirko Scheer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-02-06
Filing date: 2014-02-06
Publication date: 2015-08-06
Also published as: WO2015117694A1; KR20160119095A; JP2017507455A; CN105960574A; US10175069B2; JP6275272B2; EP3102915A1; CN105960574B; US20170176223A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinheit (1A) für ein Fahrzeug mit einer Sensorschaltung (22A), welche über eine Sensorkontaktierung (38A), welche mindestens zwei Sensorkontakte (38.1A, 38.2A) umfasst, und eine Kabelkontaktierung (18A), welche mindestens zwei Kabelkontakte (18.1A, 18.2A) umfasst, elektrisch mit einem Anschlusskabel (3) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist zwischen der Kabelkontaktierung (18A) und der Sensorkontaktierung (38A) eine koaxiale Kontaktierung (15A) angeordnet, welche kabelseitig eine erste Innenkontaktstelle (16A) mit mindestens zwei Kontakten (16.1A, 16.2A) und sensorseitig eine zweite Innenkontaktstelle (36A) mit mindestens zwei Gegenkontakten (36.1A, 36.2A) umfasst.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Sensoreinheit für ein Fahrzeug nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.
Der Aufbau der heutigen Drehzahlfühler erfolgt durch die elektrische Anbindung eines Leadframes basierten ASIC Packages an ein zweiadriges Anschlusskabel. Die kundenspezifische Applikation an das Fahrzeug sowie die Isolation der elektrischen Komponenten wird in der Regel durch eine Thermoplast- oder Duroplast-Umspritzung in einfacher oder modularer Form realisiert. Die Anschlusskabelfertigung mit Komponenten zur Applikation am Fahrzeug und Stecker erfolgt auf separaten Linien. Fertigungsbedingt sind dadurch in der Regel eine Leitungslinie und eine aufwendige Sensorlinie sowie Transportkonzepte zwischen den beiden Fertigungslinien erforderlich.
Beim Umspritzvorgang wird der das ASIC Package bzw. die Sensorschaltung in der Regel durch eine Haltereinheit fixiert. Die Abdichtung zwischen Haltereinheit und Umspritzung erfolgt durch kleine Rippengeometrien welche durch die Temperatur beim Füllvorgang anschmelzen und so einen Form und Stoffschluss sicherstellen. Die Abdichtung zwischen dem Anschlusskabel und der Umspritzung erfolgt durch eine Mischung aus Aktivierung der Oberflächenadhesion (geringes Anschmelzen) und Aufschwinden der Umspritzung beim Abkühlvorgang. Die elektrische Anbindung zwischen den Leadframes des ASIC Packages und dem Anschlusskabel erfolgt üblicherweise durch Laserlöten, Crimpen mit Hilfe eines Terminals oder von Crimpanschlüssen sowie Direktschweißen der einzelnen Leitungen des Anschlusskabels auf das Leadframe. Wesentliche Nachteile des heutigen Aufbaus sind die hohen Zykluszeiten bedingt durch hohe Kunststoffschussgewichte (Abkühlzeiten) sowie die hohe Varianz der Halter- und Umspritzwerkzeuge, welche die durch die verschiedenen Fahrzeugapplikationen erforderlich sind.
In der DE 10 2005 012 709 A1 wird beispielsweise ein Magnetfeldsensor, insbesondere ein Drehzahl- und/oder Drehrichtungssensor für ein Fahrzeugrad oder für den Triebstrang eines Fahrzeugs offenbart. Der Magnetfeldsensor weist einen Halter für ein Sensorelement und gegebenenfalls weitere Sensorbauteile auf. Der Halter ist als Kunststoffspritzteil ausgeführt und besitzt eine taschenartige Aussparung im Bereich seiner leseseitigen Stirnfläche, in welcher das Sensorelement bei der abschließenden Umspritzung mit Kunststoff zumindest in Spritzdruckrichtung abgestützt und somit gegen mechanische Beschädigung geschützt ist. Eine Anschlussanordnung für den beschriene Magnetfeldsensor weist ein Anschlusselement auf, welches in einem ersten Kontaktierungsbereich zwei Anschlussstücke aufweist, welche jeweils über eine Crimpverbindung elektrisch und mechanisch mit den abisolierten Enden eines Anschlusskabels verbunden sind. In einem zweiten Kontaktierungsbereich sind die Anschlussstücke elektrisch und mechanisch mit Anschlussleitungen eines Sensorelements verbindbar. Das Anschlusselement ist zumindest teilweise von einer Kunststoffumspritzung umhüllt, welche in einem Übergangsbereich zwischen dem ersten Kontaktierungsbereich und dem zweiten Kontaktierungsbereich eine fensterförmige Aussparung aufweist, welche während des Spritzvorgangs der Kunststoffumspritzung im Spritzgusswerkzeug abgedichtet ist. Diese Anschlussstücke sind zunächst zur Erleichterung der Positionierung des Anschlusselements vor dem Spritzvorgang einteilig und werden anschließend durch das Trennen der Verbindungsteile elektrisch gegeneinander isoliert.
In der DE 10 2006 029 980 A1 wird eine beispielsweise Sensoranordnung, insbesondere eine Sensoranordnung zur Sensierung von Drehzahl und/oder Drehrichtung für ein Fahrzeugrad oder für den Triebstrang eines Fahrzeugs offenbart. Die Sensoranordnung umfasst einen Halter, zumindest ein auf dem Halter angeordnetes Sensorelement, das zumindest einen Anschluss umfasst, wobei der Anschluss in mindestens einem Verbindungspunkt über entsprechende Verbindungsmittel mit mindestens einer Leitung eines Anschlusskabels elektrisch kontaktiert ist. Die abisolierten Enden des Anschlusskabels können beispielsweise jeweils durch eine Crimpverbindung elektrisch mit den Verbindungsmitteln verbunden werden. Das Ende der mindestens einen Leitung des Anschlusskabels ist mit den Verbindungsmitteln zumindest teilweise in den Halter eingebettet, so dass ein Vorformling entsteht, wobei der mindestens eine Verbindungspunkt für die Verbindung mit dem Sensorelement ausgespart ist. Nach der Kontaktierung des Sensorelements kann der Halter mit dem Sensorelement mit einer Kunststoffhülle umspritzt werden.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Sensoreinheit für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine neue Prozesskette möglich ist, welche es erlaubt die Anschlusskabelanbindung von der elektrischen Kontaktierung der Sensorschaltung bis zur finalen Kundenapplikation zu trennen. Dadurch kann der wesentliche Kunststoffspritzprozess, der vorzugsweise ein Thermoplastspritzprozess ist, auf die Leitungsseite bzw. Leitungslinie gelegt werden und in Form einer Standardschnittstelle unabhängig von der Art der Anwendungen bzw. Kundenapplikationen eingesetzt werden. Die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlusskabel und der Sensorschaltung, welche vorzugsweise als ASIC (Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung bzw. Application-Specific Integrated Circuit) ausgeführt ist, erfolgt auf einer von der Anzahl und Komplexität deutlich reduzierten Fertigungslinie über einen mechanischen Füge- und/oder Kontaktierprozess. Die kundenspezifische Anbringung der Applikationseinheit, welche für die Anbindung an das Fahrzeug erforderlich ist, erfolgt durch ein variables Verbindungskonzept, welches eine weitere Modularität der Sensoreinheit erlaubt. Ein wesentliches Merkmal der Sensoreinheit im Verbau ist der Kabelabgang hinter einer Anschraubfläche. Die Varianz der Ausrichtung zu der Anschraubfläche sowie die unterschiedlichen Winkel in welchen der Kabelabgang relativ zu einer Befestigungslasche geführt werden kann, stellt aus Fertigungssicht und Werkzeugkomplexität ein großes Hindernisse bei einer standardisierten Fertigung dar.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise durch Reduktion der Kunststoffschussgewichte geringe Zykluszeiten für die Umspritzvorgänge und eine Erhöhung der Automatisation auf der Sensorseite. Zudem kann eine hohe Standardisierung und dadurch eine geringere Anzahl an Werkzeugen für Halterelemente erzielt werden. Des Weiteren kann in der Leitungsfertigung ein Kabelmodul am Anschlusskabelmantel mit einer Kunststoffumhüllung zur Verbindung mit einer Kontaktiereinheit eingeführt werden. Dadurch ergeben sich immer gleiche Bedingungen beim Umspritzen und Abdichten des Anschlusskabels und der Kontaktiereinheit. Zudem kann eine kundenspezifische Varianz der Applikationen in Form von geometrischen Anforderungen und/oder Zusatzanforderungen wie beispielsweise Abdichtungsfunktionen oder Befestigungsfunktionen einfach durch montierbare oder angespritzte Befestigungsmodule, welche keinen Einfluss auf innere Komponenten haben, in Leitungsfertigung realisiert werden. Zudem können verschieden ASIC-Packages, wie beispielsweise BGA (Ball Grid Array), während der Fertigung eines vormontierten Sensormoduls realisiert werden, welches die Sensorschaltung und ein Sensorgehäuse umfasst. Durch eine standardisierte Kabelkontaktierung am Kontaktiermodul können die kundenspezifischen bzw. fahrzeugspezifischen Varianten auf die Leitungsfertigung verlagert werden, welche eine einfache Montage und Endfertigung der Sensoreinheit mit einfachem Kabelhandling ermöglichen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Sensoreinheit für ein Fahrzeug mit einer Sensorschaltung zur Verfügung, welche über eine Sensorkontaktierung, welche mindestens zwei Sensorkontakte umfasst, und eine Kabelkontaktierung, welche mindestens zwei Kabelkontakte umfasst, elektrisch mit einem Anschlusskabel verbunden ist. Erfindungsgemäß ist zwischen der Kabelkontaktierung und der Sensorkontaktierung eine koaxiale Kontaktierung angeordnet, welche kabelseitig eine erste Innenkontaktstelle mit mindestens zwei Kontakten und sensorseitig eine zweite Innenkontaktstelle mit mindestens zwei Gegenkontakten umfasst.
Dadurch ermöglichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoreinheit in vorteilhafter Weise eine drehwinkelunabhängige, d.h. eine über 360° flexible Kontaktierung der Sensorschaltung und dadurch eine hohe Flexibilität bei der Anpassung an den Einbauraum im Fahrzeug bzw. an die kundenspezifischen Applikationen bei hoher Standardisierung des Kabelmoduls.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Sensoreinheit für ein Fahrzeug möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Kabelkontaktierung und die erste Innenkontaktstelle der koaxialen Kontaktierung an verschiedenen Enden eines gemeinsamen ersten Kontaktträgers ausgebildet werden und mit einem Grundkörper und dem Anschlusskabel ein Kabelmodul ausbilden können. Das Kabelmodul kann das Anschlusskabel beispielsweise axial oder unter einem vorgegebenen Winkel zur ersten Innenkontaktstelle führen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit können die Sensorkontaktierung und die zweite Innenkontaktstelle der koaxialen Kontaktierung an verschiedenen Enden eines gemeinsamen zweiten Kontaktträgers ausgebildet und mit einem Grundkörper ein Kontaktiermodul ausbilden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit können der Grundkörper des Kabelmoduls und/oder der Grundkörper des Kontaktiermoduls jeweils als Kunststoffspritzteil ausgeführt werden, welches den jeweiligen Kontaktträger zumindest teilweise umgibt. Dadurch können das Kabelmodul in vorteilhafter Weise auf getrennten Fertigungslinien gefertigt werden und die einzelnen Fertigungsprozesse können getrennt voneinander optimiert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit können die Kontaktträger als Stanzbiegeteile mit vorgegebenen Trennstellen ausgeführt werden, über welche die gemeinsamen Kontaktträger in einzelne Strompfade aufteilbar sind. Solche Stanzbiegeteile können in vorteilhafter Weise in großen Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit kann die koaxiale Kontaktierung beispielsweise als federelastische Verbindung und/oder Steckverbindung zwischen den einzelnen Kontakten und den korrespondierenden Gegenkontakten ausgeführt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit kann ein aus einem ersten Kontakt und einem korrespondierenden ersten Gegenkontakt bestehendes erstes Kontaktpaar der koaxialen Kontaktierung als Mittenkontaktierung und ein aus einem zweiten Kontakt und einem korrespondierenden zweiten Gegenkontakt bestehendes zweites Kontaktpaar kann als Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung ausgeführt werden. Hierbei kann der erste Kontakt der Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung beispielsweise als Kontaktfläche oder Kontaktfläche mit Aufnahmeöffnung oder Kontaktpin ausgeführt werden. Der zweite Kontakt der Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung kann beispielsweise als Kontaktpin oder Kontaktklammer oder als Kontaktringfläche ausgeführt werden. Der erste Gegenkontakt der Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung kann beispielsweise als Federkontakt oder Kontaktpin ausgeführt werden. Der zweite Gegenkontakt der Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung kann beispielsweise als Federkontakt oder Kontaktpin oder Kontaktklammer ausgeführt werden. Bei einer möglichen Ausführungsform kann die Außenkontaktierung einer ersten koaxialen Kontaktierung einen Kontaktring umfassen, welcher den als Kontaktpin ausgeführten zweiten Kontakt elektrisch mit dem als Kontaktfeder ausgeführten zweiten Gegenkontakt verbinden kann. Alternativ kann die Außenkontaktierung einer zweiten koaxialen Kontaktierung eine elektrische leitende Buchse umfassen, welche den als Kontaktklammer ausgeführten zweiten Kontakt elektrisch mit dem als Kontaktklammer ausgeführten zweiten Gegenkontakt verbinden kann. Eine dritte koaxiale Kontaktierung kann eine Kontaktscheibe umfassen, welche einen elektrisch leitenden Außenring mit mehreren Kontaktöffnungen und einen elektrisch leitenden Innenring mit einer Kontaktöffnung aufweisen kann. Hierbei kann ein als Kontaktpin ausgeführter erster Kontakt elektrisch mit dem Innenring verbunden werden und ein als Kontaktpin ausgeführter erster Gegenkontakt kann über die Kontaktöffnung elektrisch mit dem Innenring verbunden werden. Ein als Kontaktpin ausgeführter zweiter Kontakt kann elektrisch mit dem Außenring verbunden werden und ein als Kontaktpin ausgeführter zweiter Gegenkontakt kann über eine der Kontaktöffnungen elektrisch mit dem Außenring verbunden werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit kann die elektrische Kabelkontaktierung zwischen dem Anschlusskabel und dem mindestens einen Kabelkontakt als mechanische Verbindung, vorzugsweise als Crimpverbindung und/oder Schneidklemmverbindung ausgeführt werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit kann ein Grundkörper eines Befestigungsmoduls als Kunststoffspritzteil ausgeführt werden, welches die koaxiale Kontaktierung umgibt. Das Befestigungsmodul kann beispielsweise eine an den Grundkörper angeformte Befestigungslasche mit einer Befestigungsöse umfassen. Bei der Montage der Sensoreinheit können das Kabelmodul und das Kontaktiermodul in das Befestigungsmodul eingeschoben und fluiddicht verbunden werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit kann die Sensorschaltung in einer Kappe angeordnet werden und mit dieser ein Sensormodul ausbilden. Das Package der in der Kappe angeordneten Sensorschaltung bzw. des ASICs kann beispielsweise in einem neuartigen LGA (Liquid Grid Array) und/oder BGA (Ball Grid Array) und/oder QFN/MLP (Micro Leadframe Package) oder als auf einem konventionellen Leadframe basierende integrierte Schaltung (IC) ausgeführt werden. Das Sensormodul kann fluiddicht auf das Kontaktiermodul aufgeschoben werden, wobei die Sensorschaltung über die Sensorkontaktierung elektrisch kontaktiert wird. Da die Sensorschaltung oder das ASIC nicht mehr umspritzt werden muss, ist ein größeres Prozessfenster möglich. Vorzugsweise sind das Kabelmodul und/oder das Kontaktiermodul und/oder das Befestigungsmodul und/oder das Sensormodul als Vormontagebaugruppen ausgebildet, welche getrennt voneinander gefertigt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit.
2 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit.
3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Sensormoduls für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 1 oder 2.
4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kontaktiermoduls für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 1 oder 2.
5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kontaktträgers für das Kontaktiermodul gemäß 4.
6 zeigt eine schematische perspektivische Draufsicht auf das Kontaktiermodul gemäß 4.
7 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Befestigungsmoduls für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 1 oder 2.
8 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kabelmoduls für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 1 oder 2.
9 bis 12 zeigen jeweils eine Darstellung von Zwischenprodukten bei der Herstellung des ersten Ausführungsbeispiels des Kabelmoduls gemäß 8 für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 1.
13 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit.
14 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit aus 13 ohne Befestigungsmodul.
15 bis 17 zeigen jeweils eine Darstellung von Zwischenprodukten bei der Herstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kontaktiermoduls und eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Sensormoduls für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 13.
18 bis 22 zeigen jeweils eine Darstellung von Zwischenprodukten bei der Herstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Kabelmoduls für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 13.
23 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit.
24 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Sensoreinheit aus 23.
25 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Kontaktiermoduls und eines vierten Ausführungsbeispiels eines Kabelmoduls für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 23 und 24.
26 bis 28 zeigen jeweils eine Darstellung von Zwischenprodukten bei der Herstellung des dritten Ausführungsbeispiels des Kontaktiermoduls und eines dritten Ausführungsbeispiels eines Sensormoduls für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 23 und 24.
29 bis 32 zeigen jeweils eine Darstellung von Zwischenprodukten bei der Herstellung des vierten Ausführungsbeispiels des Kabelmoduls für die erfindungsgemäße Sensoreinheit gemäß 23 und 24.
33 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines Kabelmoduls für eine erfindungsgemäße Sensoreinheit.
34 bis 39 zeigen jeweils eine Darstellung von Zwischenprodukten bei der Herstellung des fünften Ausführungsbeispiels des Kabelmoduls gemäß 33 für eine erfindungsgemäße Sensoreinheit.
Ausführungsformen der Erfindung
Wie aus 1 bis 39 ersichtlich ist, umfassen die dargestellten Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1A, 1B, 1C, 1D für ein Fahrzeug jeweils eine Sensorschaltung 22A, 22B, 22C, welche über eine Sensorkontaktierung 38A, 38B, 38C, welche mindestens zwei Sensorkontakte 38.1A, 38.1B, 38.1C, 38.2A, 38.2B, 38.2C umfasst, und eine Kabelkontaktierung 18A, 18B, 18C, welche mindestens zwei Kabelkontakte 18.1A, 18.1B, 18.1C, 18.1D, 18.2A, 18.2B, 18.2C, 18.2D umfasst, elektrisch mit einem Anschlusskabel 3 verbunden ist. Erfindungsgemäß ist zwischen der Kabelkontaktierung 18A, 18B, 18C und der Sensorkontaktierung 38A, 38B, 38C eine koaxiale Kontaktierung 15A, 15B, 15C angeordnet ist, welche kabelseitig eine erste Innenkontaktstelle 16A, 16B, 16C, 16C mit mindestens zwei Kontakten 16.1A, 16.1B, 16.1C, 16.1D, 16.2A, 16.2B, 16.2C, 16.2D und sensorseitig eine zweite Innenkontaktstelle 36A, 36B, 36C mit mindestens zwei Gegenkontakten 36.1A, 36.1B, 36.1C, 36.2A, 36.2B, 36.2C umfasst.
Die Kabelkontaktierung 18A, 18B, 18C und die erste Innenkontaktstelle 16A, 16B, 16C, 16C der koaxialen Kontaktierung 15A, 15B, 15C sind an verschiedenen Enden eines gemeinsamen ersten Kontaktträgers 14A, 14B, 14C, 14D ausgebildet und bilden mit einem Grundkörper 12A, 12B, 12C, 12D, 12E und dem Anschlusskabel 3 ein Kabelmodul 10A, 10B, 10C, 10D, 10E aus.
Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, führt ein erstes Kabelmodul 10A das Anschlusskabel 3 bei einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1A axial zur ersten Innenkontaktstelle 16A. Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, führt ein zweites Kabelmodul 10B das Anschlusskabel 3 bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1B unter einem vorgegebenen Winkel, hier unter einem Winkel von 90°, zur ersten Innenkontaktstelle 16A.
Wie aus 1 bis 12 weiter ersichtlich ist, ist die Sensorschaltung 22A bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1A, 1B in einer Kappe 24A angeordnet und bildet mit dieser Kappe 24A ein vormontiertes Sensormodul 20A aus. Die Sensorkontaktierung 38A und die zweite Innenkontaktstelle 36A der koaxialen Kontaktierung 15A sind bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1A, 1B jeweils an verschiedenen Enden eines gemeinsamen zweiten Kontaktträgers 34A ausgebildet und bilden mit einem Grundkörper 32A ein Kontaktiermodul 30A aus. Das Sensormodul 20A ist auf das Kontaktiermodul 30A aufgeschoben und fluiddicht mit diesem verbunden, wobei die Sensorschaltung 22A über die Sensorkontaktierung 38A elektrisch kontaktiert ist.
Wie aus 1 bis 12 weiter ersichtlich ist, sind der Grundkörper 12A, 12B des Kabelmoduls 10A, 10B und/oder der Grundkörper 32A des Kontaktiermoduls 30A beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1A, 1B jeweils als Kunststoffspritzteil ausgeführt, welches den jeweiligen als Stanzbiegeteile ausgeführten Kontaktträger 14A, 34A zumindest teilweise umgibt. Wie insbesondere aus 5 und 6 ersichtlich ist, ist der zweite Kontaktträger 34A mit mindestens einer vorgegebenen Trennstelle 35A ausgeführt, über welche der gemeinsame Kontaktträger 34A in einzelne Strompfade aufteilbar ist. Nach dem Spritzvorgang zur Ausbildung des Grundkörpers 32A des Kontaktiermoduls 30A wird die mindestens eine Trennstelle 35A zwischen den Strompfaden durchtrennt.
Wie aus 1 bis 12 weiter ersichtlich ist, ist die koaxiale Kontaktierung 15A als federelastische Verbindung zwischen den einzelnen Kontakten 16.1A, 16.2A der ersten Innenkontaktstelle 16A, welche an einem ersten Ende des ersten Kontaktträgers 14A angeordnet ist, und den korrespondierenden Gegenkontakten 36.1A, 36.2A der zweiten Innenkontaktstelle 36A ausgeführt, welche an einem Ende des zweiten Kontaktträgers 34A angeordnet ist. Eine Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15A umfasst ein erstes Kontaktpaar, welches aus einem ersten Kontakt 16.1A der ersten Innenkontaktstelle 16A und einem korrespondierenden ersten Gegenkontakt 36.1A der zweiten Innenkontaktstelle 16A besteht. Eine Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15A umfasst ein zweites Kontaktpaar, welches aus einem zweiten Kontakt 16.2A der ersten Innenkontaktstelle 16A und einem korrespondierenden zweiten Gegenkontakt 36.2A der zweiten Innenkontaktstelle 16A besteht. Wie insbesondere aus 9 und 10 ersichtlich ist, ist bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1A, 1B der erste Kontakt der Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15A als Kontaktfläche 16.1A ausgeführt, welche über den ersten Kontaktträger 14A mit einem ersten Kabelkontakt 18.1A der Kabelkontaktierung 18A elektrisch verbunden ist. Der zweite Kontakt der Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15A ist als Kontaktpin 16.2A ausgeführt, welche über den ersten Kontaktträger 14A mit einem zweiten Kabelkontakt 18.2A der Kabelkontaktierung 18A elektrisch verbunden ist. Im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Sensoreinheit 1A, 1B umfasst die Außenkontaktierung einen Kontaktring 16.3A, welcher eine umlaufende Kontaktfläche ausbildet und über einen Kontaktsteg 16.4A mit dem Kontaktpin 16.2A elektrisch verbunden ist. Der Kontaktring 16.3A kann beispielsweise nach dem Spritzvorgang des Grundkörpers 12A des Kabelmoduls 10A, 10B auf den als Kontaktpin 16.2A ausgeführten zweiten Kontakt aufgesteckt werden. Der Kontaktring 16.3A kann sich beispielsweise axial an überstehenden Auskragungen des Grundkörpers 12A abstützen. Die beiden Gegenkontakte 36.1A, 36.2A der zweiten Innenkontaktstelle 36A sind jeweils als Federkontakte (z.B. S-Feder, C Feder oder Plattfederkontakte) ausgeführt. Hierbei ist der erste Gegenkontakt 36.1 als mittiger Federkontakt ausgeführt, welcher im montierten Zustand an dem als Kontaktfläche 16.1A ausgeführten ersten Kontakt anliegt und eine elektrische Verbindung herstellt. Der zweite Gegenkontakt 36.2 ist als außermittiger Federkontakt ausgeführt, welcher im montierten Zustand an dem als Kontaktring 16.3A ausgeführten zweiten Kontakt anliegt und eine elektrische Verbindung herstellt. Somit wird der als Kontaktpin 16.2A ausgeführte zweite Kontakt über den Kontaktring 16.3A elektrisch mit einem als Kontaktfeder 36.2A ausgeführten zweiten Gegenkontakt verbunden. Durch diese Anordnung ist eine Kontaktierung unabhängig von der Winkelstellung möglich. Der erste Gegenkontakt 36.1A der zweiten Innenkontaktstelle 36A ist über einen ersten Strompfad des zweiten Kontaktträgers 34A mit einem ersten Sensorkontakt 38.1A der Sensorkontaktierung 38A elektrisch leitend verbunden. Der zweite Gegenkontakt 36.2A der zweiten Innenkontaktstelle 36A ist über einen zweiten Strompfad des zweiten Kontaktträgers 34A mit einem zweiten Sensorkontakt 38.2A der Sensorkontaktierung 38A elektrisch leitend verbunden. Somit wird der als Kontaktpin 16.2A ausgeführte zweite Kontakt über den Kontaktring 16.3A elektrisch mit einem als Kontaktfeder 36.2A ausgeführten zweiten Gegenkontakt verbunden. Analog sind die beiden Sensorkontakte 38.1A, 38.2A der Sensorkontaktierung 38A jeweils als Federkontakte (z.B. S-Feder, C Feder oder Plattfederkontakte) ausgeführt, welche mit entsprechenden nicht näher bezeichneten Kontaktstellen der Sensorschaltung 22A elektrisch kontaktierbar sind. Hierbei ist der erste Sensorkontakt 38.1 als außermittiger Federkontakt ausgeführt, welcher im montierten Zustand an einer ersten Kontaktstelle der Sensorschaltung 22A anliegt und eine elektrische Verbindung herstellt. Der zweite Sensorkontakt 38.2 ist ebenfalls als außermittiger Federkontakt ausgeführt, welcher im montierten Zustand an einer zweiten Kontaktstelle der Sensorschaltung 22A anliegt und eine elektrische Verbindung herstellt.
Wie insbesondere aus 9 und 10 ersichtlich ist, ist die elektrische Kabelkontaktierung 18A zwischen dem Anschlusskabel 3 und dem mindestens einen Kabelkontakt 18.1A, 18.2A als mechanische Verbindung in Form einer Crimpverbindung ausgeführt. Alternativ kann die mechanische Verbindung beispielsweise als Schneidklemmverbindung ausgeführt werden. Durch die mechanische Verbindung wird eine erste Einzelleitung 3.1 mit dem ersten Kabelkontakt 18.1A elektrisch kontaktiert, und eine zweite Einzelleitung 3.2 wird mit dem zweiten Kabelkontakt 18.2A elektrisch kontaktiert.
Wie aus 1, 2 und 7 weiter ersichtlich ist, ist ein Grundkörper 42A eines Befestigungsmoduls 40A als Kunststoffspritzteil ausgeführt, welches den Bereich der koaxiale Kontaktierung 15A umschließt. Das Befestigungsmodul 40A weist in den dargestellten Ausführungsbeispielen eine an den Grundkörper 42A angeformte Befestigungslasche 44A mit einer Befestigungsöse 46A auf. Die Befestigungsöse 46A kann beispielsweise als Einlegteil in das Spritzwerkzeug eingelegt werden oder nach dem Spritzvorgang in eine entsprechende Öffnung in der Befestigungslasche 44A eingepresst werden.
Zur Montage der Sensoreinheit 1A, 1B wird das Sensormodul 20A mit seiner Kappe 24A auf das Kontaktiermodul 30A aufgeschoben und fluiddicht befestigt, wobei die Sensorschaltung 22A über die Sensorkontaktierung 38A elektrisch kontaktiert ist. Zudem werden das Kabelmodul 10A und das Kontaktiermodul 30A in das Befestigungsmodul 40A eingeschoben und fluiddicht befestigt, wobei die einzelnen Kontakte 16.1A, 16.2A der ersten Innenkontaktstelle 16A und die korrespondierenden Gegenkontakte 36.1A, 36.2A der zweiten Innenkontaktstelle 36A elektrisch miteinander kontaktiert sind. Die Verbindungstellen zwischen den Modulen 10A, 20A, 30A, 40A sind so gestaltet, dass eine mechanische Vorfixierung und eine finale Anbindung mittels Laser umgesetzt werden kann. Die Verbindung des Kabelmoduls 10A, 10B mit dem Befestigungsmodul 40A erfolgt beispielsweise durch einfaches Fügen. Durch eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung wird das Kabelmodul 10A, 10B auf Position gehalten, um einen Transport zu ermöglichen. Die finale Fixierung und Abdichtung des Kabelmoduls 10A, 10B bzw. des Kontaktiermoduls 30A im Befestigungsmodul 40A über Lebensdauer erfolgt durch eine Schweißverbindung (z.B. Laser, Laserdurchstrahl, usw.) oder durch eine mechanische Verbindung. Zusätzlich kann die Ausführung der Anbindungen zwischen den Modulen 10A, 10B, 20A, 30A, 40A so ausgelegt werden, dass eine Abdichtung über eine optionale Dichtung (z.B. O-Ring) erfolgen kann. So kann beispielsweise zwischen der Kappe 24A des Sensormodul 20A und dem Grundkörper 32A des Kontaktiermoduls 40A und/oder zwischen dem Grundkörper 42A des Befestigungsmoduls 40A und dem Grundkörper 32A des Kontaktiermoduls 40A und/oder zwischen dem Grundkörper 12A des Kabelmoduls 10A und dem Grundkörper 42A des Befestigungsmoduls 40A eine optionale Dichtung angeordnet werden. Eine Varianz der Länge der Sensoreinheit 1A, 1B kann durch unterschiedlich lange Kontaktiermodule 30A erreicht werden, ohne die Verbindungsschnittstellen, d.h. die Sensorkontaktierung 38A und/oder die koaxiale Kontaktierung 15A und/oder die Kabelkontaktierung 18A, zu beeinflussen.
Wie aus 13 weiter ersichtlich ist, führt ein drittes Kabelmodul 10C das Anschlusskabel 3 bei einem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1C axial zur ersten Innenkontaktstelle 16B.
Wie aus 13 bis 22 weiter ersichtlich ist, ist die Sensorschaltung 22B im dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1C analog zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel in einer Kappe 24B angeordnet und bildet mit dieser Kappe 24B ein Sensormodul 20B aus. Die Sensorkontaktierung 38B und die zweite Innenkontaktstelle 36B der koaxialen Kontaktierung 15B sind im dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1C an verschiedenen Enden eines gemeinsamen zweiten Kontaktträgers 34B ausgebildet und bilden mit einem Grundkörper 32B ein Kontaktiermodul 30B aus. Das Sensormodul 20B ist auf das Kontaktiermodul 30B aufgeschoben und fluiddicht mit diesem verbunden, wobei die Sensorschaltung 22B über die Sensorkontaktierung 38B elektrisch kontaktiert ist. Analog zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel sind der Grundkörper 12C des Kabelmoduls 10C und/oder der Grundkörper 32B des Kontaktiermoduls 30B im dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1C jeweils als Kunststoffspritzteil ausgeführt, welches den jeweiligen als Stanzbiegeteile ausgeführten Kontaktträger 14B, 34B zumindest teilweise umgibt. Wie insbesondere aus 15 und 16 ersichtlich ist, ist der zweite Kontaktträger 34B mit mindestens einer vorgegebenen Trennstelle 35B ausgeführt, über welche der gemeinsame Kontaktträger 34B in einzelne Strompfade aufteilbar ist. Nach dem Spritzvorgang zur Ausbildung des Grundkörpers 32B des Kontaktiermoduls 30B wird die mindestens eine Trennstelle 35B zwischen den Strompfaden durchtrennt.
Wie aus 13 bis 22 weiter ersichtlich ist, ist die koaxiale Kontaktierung 15B als Steckverbindung zwischen den einzelnen Kontakten 16.1B, 16.2B der ersten Innenkontaktstelle 16B, welche an einem ersten Ende des ersten Kontaktträgers 14B angeordnet ist, und den korrespondierenden Gegenkontakten 36.1B, 36.2B der zweiten Innenkontaktstelle 36B ausgeführt, welche an einem Ende des zweiten Kontaktträgers 34B angeordnet ist. Eine Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15B umfasst ein erstes Kontaktpaar, welches aus einem ersten Kontakt 16.1B der ersten Innenkontaktstelle 16B und einem korrespondierenden ersten Gegenkontakt 36.1B der zweiten Innenkontaktstelle 16B besteht. Eine Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15B umfasst ein zweites Kontaktpaar, welches aus einem zweiten Kontakt 16.2B der ersten Innenkontaktstelle 16B und einem korrespondierenden zweiten Gegenkontakt 36.2B der zweiten Innenkontaktstelle 16B besteht. Wie insbesondere aus 19 und 20 ersichtlich ist, ist im dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1C der erste Kontakt der Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15B als Kontaktfläche 16.1B mit Aufnahmeöffnung ausgeführt, welche über den ersten Kontaktträger 14B mit einem ersten Kabelkontakt 18.1B der Kabelkontaktierung 18B elektrisch verbunden ist. Der zweite Kontakt der Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15B ist als Kontaktklammer 16.2B ausgeführt, welche über den ersten Kontaktträger 14B mit einem zweiten Kabelkontakt 18.2B der Kabelkontaktierung 18B elektrisch verbunden ist. Im dritten Ausführungsbeispiel der Sensoreinheit 1C umfasst die Außenkontaktierung einen Kontaktbuchse 16.3B, welche einen umlaufenden Kontaktkörper ausbildet und durch Aufstecken auf die Kontaktklammer 16.2B elektrisch mit dieser verbunden ist. Die Kontaktbuchse 16.3B kann beispielsweise nach dem Spritzvorgang des Grundkörpers 12C des Kabelmoduls 10C auf den als Kontaktklammer 16.2B ausgeführten zweiten Kontakt aufgesteckt werden. Der erste Gegenkontakte 36.1B der zweiten Innenkontaktstelle 36B ist als mittiger Kontaktpin 36.1B ausgeführt, welcher im montierten Zustand in die Aufnahmeöffnung des als Kontaktfläche 16.1B ausgeführten ersten Kontakts eingesteckt ist und eine elektrische Verbindung herstellt. Der zweite Gegenkontakt 36.2 ist als außermittige Kontaktklammer 36.2B ausgeführt, welche im montierten Zustand auf die Kontaktbuchse 16.3B aufgesteckt ist und über die Kontaktbuchse 16.3B elektrisch mit dem zweiten Kontakt 16.2B verbunden ist. Somit wird der als Kontaktklammer 16.2B ausgeführte zweite Kontakt über die Kontaktbuchse 16.3B elektrisch mit dem als Kontaktklammer 36.2B ausgeführten zweiten Gegenkontakt verbunden. Durch diese Anordnung ist ebenfalls eine Kontaktierung unabhängig von der Winkelstellung möglich. Der erste Gegenkontakt 36.1B der zweiten Innenkontaktstelle 36B ist über einen ersten Strompfad des zweiten Kontaktträgers 34B mit einem ersten Sensorkontakt 38.1B der Sensorkontaktierung 38B elektrisch leitend verbunden. Der zweite Gegenkontakt 36.2B der zweiten Innenkontaktstelle 36B ist über einen zweiten Strompfad des zweiten Kontaktträgers 34B mit einem zweiten Sensorkontakt 38.2B der Sensorkontaktierung 38B elektrisch leitend verbunden. Im dritten Ausführungsbeispiel der der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1C sind die beiden Sensorkontakte 38.1B, 38.2B der Sensorkontaktierung 38B jeweils als außermittige Kontaktbügel ausgeführt, welche mit entsprechenden nicht näher bezeichneten Kontaktstellen der Sensorschaltung 22B beispielsweise durch Löten, Nieten und/oder Schweißen elektrisch kontaktierbar sind.
Analog zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen ist die elektrische Kabelkontaktierung 18B zwischen dem Anschlusskabel 3 und dem mindestens einen Kabelkontakt 18.1B, 18.2B im dritten Ausführungsbeispiel der der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1C als mechanische Verbindung in Form einer Crimpverbindung ausgeführt. Alternativ kann die mechanische Verbindung beispielsweise als Schneidklemmverbindung ausgeführt werden. Durch die mechanische Verbindung wird eine erste Einzelleitung 3.1 mit dem ersten Kabelkontakt 18.1B elektrisch kontaktiert, und eine zweite Einzelleitung 3.2 wird mit dem zweiten Kabelkontakt 18.2B elektrisch kontaktiert.
Wie aus 13 weiter ersichtlich ist, ist ein Grundkörper 42B eines Befestigungsmoduls 40B als Kunststoffspritzteil ausgeführt, welches den Bereich der koaxiale Kontaktierung 15B umschließt und auf ein sensorseitiges Ende des Kabelmoduls 10C und auf ein kabelseitiges Ende des Kontaktiermoduls 30B aufgespritzt ist. Analog zu den ersten beiden Ausführungsbeispielen weist das Befestigungsmodul 40B im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1C eine an den Grundkörper 42B angeformte Befestigungslasche 44B mit einer Befestigungsöse 46B auf. Die Befestigungsöse 46B kann beispielsweise als Einlegteil in das Spritzwerkzeug eingelegt werden oder nach dem Spritzvorgang in eine entsprechende Öffnung in der Befestigungslasche 44B eingepresst werden.
Zur Montage der Sensoreinheit 1C wird die Sensorschaltung 22B das Sensormoduls 20B über die korrespondierenden Kontaktstellen an den Sensorkontakten 38.1B, 38.2B der Sensorkontaktierung 38B des Kontaktiermoduls elektrisch kontaktiert. Anschließend wird die Kappe 24B des Sensormoduls 20B auf das Kontaktiermodul 30B aufgeschoben und fluiddicht befestigt. Zudem wird das Kabelmodul 10B und das Kontaktiermodul 30B über die koaxiale Kontaktierung 15B zusammengesteckt und dann das Befestigungsmodul 40B aufgespritzt. Alternativ kann der Grundkörper 42B des Befestigungsmoduls 40B auf den Grundkörper 12C des Kabelmoduls 10C bzw. den Grundkörper 32B des Kontaktierungsmoduls aufgeschoben und fluiddicht befestigt werden bevor das Kabelmodul 10C und das Kontaktiermodul 30B über die koaxiale Kontaktierung 15B zusammengesteckt werden. Nach der Montage der Sensoreinheit 1C sind die einzelnen Kontakte 16.1B, 16.2B der ersten Innenkontaktstelle 16B und die korrespondierenden Gegenkontakte 36.1B, 36.2B der zweiten Innenkontaktstelle 36B elektrisch miteinander kontaktiert. Die Verbindungstellen zwischen den Modulen 10C, 20B, 30B, 40B sind so gestaltet, dass eine mechanische Vorfixierung und eine finale Anbindung mittels Laser umgesetzt werden kann. Zusätzlich kann die Ausführung der Anbindungen zwischen den Modulen 10C, 20B, 30B, 40B so ausgelegt werden, dass eine Abdichtung über eine optionale Dichtung (z.B. O-Ring) erfolgen kann. So kann beispielsweise zwischen der Kappe 24B des Sensormodul 20B und dem Grundkörper 32B des Kontaktiermoduls 40B und/oder zwischen dem Grundkörper 42B des Befestigungsmoduls 40B und dem Grundkörper 32B des Kontaktiermoduls 40B und/oder zwischen dem Grundkörper 12C des Kabelmoduls 10C und dem Grundkörper 42B des Befestigungsmoduls 40B eine optionale Dichtung angeordnet werden. Eine Varianz der Länge der Sensoreinheit 1C kann durch unterschiedlich lange Kontaktiermodule 30B erreicht werden, ohne die Verbindungsschnittstellen, d.h. die Sensorkontaktierung 38B und/oder die koaxiale Kontaktierung 15B und/oder die Kabelkontaktierung 18B, zu beeinflussen.
Wie aus 23 weiter ersichtlich ist, führt ein viertes Kabelmodul 10D das Anschlusskabel 3 bei einem vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1D axial zur ersten Innenkontaktstelle 16C.
Wie aus 23 bis 32 weiter ersichtlich ist, ist die Sensorschaltung 22C im vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1D analog zum dritten Ausführungsbeispiel in einer Kappe 24C angeordnet und bildet mit dieser Kappe 24C ein Sensormodul 20C aus. Die Sensorkontaktierung 38C und die zweite Innenkontaktstelle 36C der koaxialen Kontaktierung 15C sind im vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1D an verschiedenen Enden eines gemeinsamen zweiten Kontaktträgers 34C ausgebildet und bilden mit einem Grundkörper 32C ein Kontaktiermodul 30C aus. Das Sensormodul 20C ist auf das Kontaktiermodul 30C aufgeschoben und fluiddicht mit diesem verbunden, wobei die Sensorschaltung 22C über die Sensorkontaktierung 38C elektrisch kontaktiert ist. Analog zum dritten Ausführungsbeispiel sind der Grundkörper 12D des Kabelmoduls 10D und/oder der Grundkörper 32D des Kontaktiermoduls 30D im vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1D jeweils als Kunststoffspritzteil ausgeführt, welches den jeweiligen als Stanzbiegeteile ausgeführten Kontaktträger 14C, 34C zumindest teilweise umgibt. Wie insbesondere aus 26 und 27 ersichtlich ist, ist der zweite Kontaktträger 34C mit mindestens einer vorgegebenen Trennstelle 35CB ausgeführt, über welche der gemeinsame Kontaktträger 34C in einzelne Strompfade aufteilbar ist. Nach dem Spritzvorgang zur Ausbildung des Grundkörpers 32C des Kontaktiermoduls 30C wird die mindestens eine Trennstelle 35C zwischen den Strompfaden durchtrennt.
Wie aus 23 bis 32 weiter ersichtlich ist, ist die koaxiale Kontaktierung 15C als Steckverbindung zwischen den einzelnen Kontakten 16.1C, 16.2C der ersten Innenkontaktstelle 16C, welche an einem ersten Ende des ersten Kontaktträgers 14C angeordnet ist, und den korrespondierenden Gegenkontakten 36.1C, 36.2C der zweiten Innenkontaktstelle 36C ausgeführt, welche an einem Ende des zweiten Kontaktträgers 34C angeordnet ist. Eine Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15C umfasst ein erstes Kontaktpaar, welches aus einem ersten Kontakt 16.1C der ersten Innenkontaktstelle 16C und einem korrespondierenden ersten Gegenkontakt 36.1C der zweiten Innenkontaktstelle 16C besteht. Eine Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15C umfasst ein zweites Kontaktpaar, welches aus einem zweiten Kontakt 16.2C der ersten Innenkontaktstelle 16C und einem korrespondierenden zweiten Gegenkontakt 36.2C der zweiten Innenkontaktstelle 16C besteht. Wie insbesondere aus 29 und 30 ersichtlich ist, ist im vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1D der erste Kontakt der Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15C als Kontaktpin 16.1C ausgeführt, welcher über den ersten Kontaktträger 14C mit einem ersten Kabelkontakt 18.1C der Kabelkontaktierung 18C elektrisch verbunden ist. Der zweite Kontakt der Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung 15C ist ebenfalls als Kontaktpin 16.2C ausgeführt, welcher über den ersten Kontaktträger 14C mit einem zweiten Kabelkontakt 18.2CB der Kabelkontaktierung 18C elektrisch verbunden ist. Im vierten Ausführungsbeispiel der Sensoreinheit 1D umfasst die koaxiale Kontaktierung 15C eine Kontaktscheibe 16.5C, welche einen elektrisch leitenden Außenring 16.3C mit mehreren Kontaktöffnungen und einen elektrisch leitenden Innenring 16.4C mit einer Kontaktöffnung aufweist. Der als Kontaktpin 16.1A ausgeführte erste Kontakt ist elektrisch mit dem Innenring 16.4C der Kontaktscheibe 16.5C verbunden. Ein als Kontaktpin 36.1C ausgeführter erster Gegenkontakt ist über die Kontaktöffnung im Innenring 16.4C elektrisch mit dem Innenring 16.4C verbunden. Der als Kontaktpin 16.2C ausgeführte zweite Kontakt ist elektrisch mit dem Außenring 16.3C verbunden und ein als Kontaktpin 36.2C ausgeführter zweiter Gegenkontakt ist über eine der Kontaktöffnungen elektrisch mit dem Außenring 16.3C verbunden. Die Kontaktscheibe 16.5C kann beispielsweise nach dem Spritzvorgang des Grundkörpers 12D des Kabelmoduls 10D auf die als Kontaktpins 16.1C, 16.2C ausgeführten Kontakte aufgesteckt werden, welche von entsprechenden Kontaktöffnungen aufgenommen werden. Der erste Gegenkontakte 36.1C der zweiten Innenkontaktstelle 36C ist als mittiger Kontaktpin 36.1C ausgeführt, welcher im montierten Zustand in die Kontaktöffnung des Innenrings 16.4C eingesteckt ist und über den Innenring 16.4C eine elektrische Verbindung zum ersten Kontakt 16.1C herstellt. Der zweite Gegenkontakt 36.2 ist als außermittiger Kontaktpin 36.2C ausgeführt, welcher im montierten Zustand in eine der Kontaktöffnungen des Außenrings 16.3C eingesteckt ist und über den Außenring 16.3C elektrisch mit dem zweiten Kontakt 16.2C verbunden ist. Durch diese Anordnung ist ebenfalls eine Kontaktierung unabhängig von der Winkelstellung möglich. Der erste Gegenkontakt 36.1C der zweiten Innenkontaktstelle 36C ist über einen ersten Strompfad des zweiten Kontaktträgers 34C mit einem ersten Sensorkontakt 38.1C der Sensorkontaktierung 38C elektrisch leitend verbunden. Der zweite Gegenkontakt 36.2C der zweiten Innenkontaktstelle 36C ist über einen zweiten Strompfad des zweiten Kontaktträgers 34C mit einem zweiten Sensorkontakt 38.2C der Sensorkontaktierung 38C elektrisch leitend verbunden. Im vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1D sind die beiden Sensorkontakte 38.1C, 38.2C der Sensorkontaktierung 38C analog zum dritten Ausführungsbeispiel jeweils als außermittige Kontaktbügel ausgeführt, welche mit entsprechenden nicht näher bezeichneten Kontaktstellen der Sensorschaltung 22C beispielsweise durch Löten, Nieten und/oder Schweißen elektrisch kontaktierbar sind.
Analog zu den anderen Ausführungsbeispielen ist die elektrische Kabelkontaktierung 18C zwischen dem Anschlusskabel 3 und dem mindestens einen Kabelkontakt 18.1C, 18.2C im dritten Ausführungsbeispiel der der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1D als mechanische Verbindung in Form einer Crimpverbindung ausgeführt. Alternativ kann die mechanische Verbindung beispielsweise als Schneidklemmverbindung ausgeführt werden. Durch die mechanische Verbindung wird eine erste Einzelleitung 3.1 mit dem ersten Kabelkontakt 18.1C elektrisch kontaktiert, und eine zweite Einzelleitung 3.2 wird mit dem zweiten Kabelkontakt 18.2C elektrisch kontaktiert.
Wie aus 23 und 24 weiter ersichtlich ist, ist ein Grundkörper 42C eines Befestigungsmoduls 40C als Kunststoffspritzteil ausgeführt, welches den Bereich der koaxiale Kontaktierung 15C umschließt und auf ein sensorseitiges Ende des Kabelmoduls 10C und auf ein kabelseitiges Ende des Kontaktiermoduls 30C aufgespritzt oder aufgeschoben ist. Analog zu den anderen Ausführungsbeispielen weist das Befestigungsmodul 40C im dargestellten vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1D eine an den Grundkörper 42C angeformte Befestigungslasche 44C mit einer Befestigungsöse 46C auf. Die Befestigungsöse 46C kann beispielsweise als Einlegteil in das Spritzwerkzeug eingelegt werden oder nach dem Spritzvorgang in eine entsprechende Öffnung in der Befestigungslasche 44C eingepresst werden.
Zur Montage der Sensoreinheit 1D wird die Sensorschaltung 22C das Sensormoduls 20C über die korrespondierenden Kontaktstellen an den Sensorkontakten 38.1C, 38.2C der Sensorkontaktierung 38C des Kontaktiermoduls elektrisch kontaktiert. Anschließend wird die Kappe 24C des Sensormoduls 20C auf das Kontaktiermodul 30C aufgeschoben und fluiddicht befestigt. Zudem wird das Kabelmodul 10C und das Kontaktiermodul 30C über die koaxiale Kontaktierung 15C zusammengesteckt und dann das Befestigungsmodul 40C aufgespritzt. Alternativ kann der Grundkörper 42C des Befestigungsmoduls 40C auf den Grundkörper 12D des Kabelmoduls 10D bzw. den Grundkörper 32C des Kontaktierungsmoduls 30C aufgeschoben und fluiddicht befestigt werden bevor das Kabelmodul 10D und das Kontaktiermodul 30C über die koaxiale Kontaktierung 15C zusammengesteckt werden. Nach der Montage der Sensoreinheit 1D sind die einzelnen Kontakte 16.1C, 16.2C der ersten Innenkontaktstelle 16C und die korrespondierenden Gegenkontakte 36.1C, 36.2C der zweiten Innenkontaktstelle 36C elektrisch miteinander kontaktiert. Die Verbindungstellen zwischen den Modulen 10D, 20C, 30C, 40C sind so gestaltet, dass eine mechanische Vorfixierung und eine finale Anbindung mittels Laser umgesetzt werden kann. Zusätzlich kann die Ausführung der Anbindungen zwischen den Modulen 10D, 20C, 30C, 40C so ausgelegt werden, dass eine Abdichtung über eine optionale Dichtung (z.B. O-Ring) erfolgen kann. So kann beispielsweise zwischen der Kappe 24C des Sensormodul 20C und dem Grundkörper 32C des Kontaktiermoduls 40C und/oder zwischen dem Grundkörper 42C des Befestigungsmoduls 40C und dem Grundkörper 32C des Kontaktiermoduls 40C und/oder zwischen dem Grundkörper 12D des Kabelmoduls 10D und dem Grundkörper 42C des Befestigungsmoduls 40C eine optionale Dichtung angeordnet werden. Eine Varianz der Länge der Sensoreinheit 1D kann durch unterschiedlich lange Kontaktiermodule 30C erreicht werden, ohne die Verbindungsschnittstellen, d.h. die Sensorkontaktierung 38C und/oder die koaxiale Kontaktierung 15C und/oder die Kabelkontaktierung 18C, zu beeinflussen.
Wie aus 33 bis 39 weiter ersichtlich ist, führt ein fünftes Kabelmodul 10E das Anschlusskabel 3 analog zum ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1A axial zur ersten Innenkontaktstelle 16D. Das dargestellte fünfte Kabelmodul kann beispielsweise mit der ersten Kontaktiereinheit 30A des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Sensoreinheit 1A kontaktiert werden.
Wie aus 33 bis 39 weiter ersichtlich ist, ist der Grundkörper 12E des Kabelmoduls 10E analog zu den anderen Ausführungsbeispielen als Kunststoffspritzteil ausgeführt, welches den als Stanzbiegeteil ausgeführten Kontaktträger 14D zumindest teilweise umgibt. Wie aus 34 ersichtlich ist, sind mehrere Kontaktträger 14D über entsprechende nicht näher bezeichnete Stege miteinander verbunden, welche vor dem Umspritzen voneinander getrennt werden.
Wie aus 33 bis 39 weiter ersichtlich ist, sind die einzelnen Kontakte 16.1D, 16.2D der ersten Innenkontaktstelle 16D für die koaxiale Kontaktierung 5A an einem ersten Ende des ersten Kontaktträgers 14D angeordnet. Hierbei ist der erste Kontakt für die Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung als Kontaktfläche 16.1D ausgeführt, welche über den ersten Kontaktträger 14D mit einem ersten Kabelkontakt 18.1D der Kabelkontaktierung 18D elektrisch verbunden ist. Der zweite Kontakt für die Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung ist als Kontaktringfläche 16.2D ausgeführt, welche über den ersten Kontaktträger 14D mit einem zweiten Kabelkontakt 18.2D der Kabelkontaktierung 18D elektrisch verbunden ist. Zur Herstellung des fünften Kabelmoduls 10E wird der Kontaktträger 14D so in das Spritzwerkzeug eingelegt, dass eine Werkzeugwand 9 den ersten Kontakt 16.1D und den zweiten Kontakt 16.2D vom herzustellenden Grundkörper 12E des Kabelmoduls trennt. Vor dem Einlegen in das Spritzwerkzeug wird die elektrische Kabelkontaktierung 18D zwischen dem Anschlusskabel 3 und dem mindestens einen Kabelkontakt 18.1D, 18.2D als mechanische Verbindung in Form einer Crimpverbindung hergestellt. Alternativ kann die mechanische Verbindung beispielsweise als Schneidklemmverbindung ausgeführt werden. Durch die mechanische Verbindung wird eine erste Einzelleitung 3.1 mit dem ersten Kabelkontakt 18.1D elektrisch kontaktiert, und eine zweite Einzelleitung 3.2 wird mit dem zweiten Kabelkontakt 18.2D elektrisch kontaktiert. Nach dem Spritzvorgang wird der Kontaktträger 14D mit dem zweiten Kontakt 16.2D über ein Biegewerkzeug 7 gebogen, so dass die Kontaktringfläche 16.2D sich über mehrere angeformte Füße an einer Stirnfläche des Grundkörpers 12E des Kabelmoduls abstützt. Der als Kontaktfläche 16.1D ausgeführte erste Kontakt und der als Kontaktringfläche 16.2D ausgeführte zweite Kontakt können beispielsweise jeweils von als Federkontakte (z.B. S-Feder, C Feder oder Plattfederkontakte) ausgeführten Gegenkontakten einer korrespondierenden zweiten Innenkontaktstelle kontaktiert werden. Auch durch diese Anordnung ist eine Kontaktierung unabhängig von der Winkelstellung möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005012709 A1 [0004]
DE 102006029980 A1 [0005]

Claims

Sensoreinheit für ein Fahrzeug mit einer Sensorschaltung (22A, 22B, 22C), welche über eine Sensorkontaktierung (38A, 38B, 38C), welche mindestens zwei Sensorkontakte (38.1A, 38.1B, 38.1C, 38.2A, 38.2B, 38.2C) umfasst, und eine Kabelkontaktierung (18A, 18B, 18C), welche mindestens zwei Kabelkontakte (18.1A, 18.1B, 18.1C, 18.1D, 18.2A, 18.2B, 18.2C, 18.2D) umfasst, elektrisch mit einem Anschlusskabel (3) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kabelkontaktierung (18A, 18B, 18C) und der Sensorkontaktierung (38A, 38B, 38C) eine koaxiale Kontaktierung (15A, 15B, 15C) angeordnet ist, welche kabelseitig eine erste Innenkontaktstelle (16A, 16B, 16C, 16C) mit mindestens zwei Kontakten (16.1A, 16.1B, 16.1C, 16.1D, 16.2A, 16.2B, 16.2C, 16.2D) und sensorseitig eine zweite Innenkontaktstelle (36A, 36B, 36C) mit mindestens zwei Gegenkontakten (36.1A, 36.1B, 36.1C, 36.2A, 36.2B, 36.2C) umfasst.
Sensoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelkontaktierung (18A, 18B, 18C) und die erste Innenkontaktstelle (16A, 16B, 16C, 16C) der koaxialen Kontaktierung (15A, 15B, 15C) an verschiedenen Enden eines gemeinsamen ersten Kontaktträgers (14A, 14B, 14C, 14D) ausgebildet sind und mit einem Grundkörper (12A, 12B, 12C, 12D, 12E) und dem Anschlusskabel (3) ein Kabelmodul (10A, 10B, 10C, 10D, 10E) ausbilden.
Sensoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelmodul (10A, 10B, 10C, 10D, 10E) das Anschlusskabel (3) axial oder unter einem vorgegebenen Winkel zur ersten Innenkontaktstelle (16A, 16B, 16C, 16C) führt.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorkontaktierung (38A, 38B, 38C) und die zweite Innenkontaktstelle (36A, 36B, 36C) der koaxialen Kontaktierung (15A, 15B, 15C) an verschiedenen Enden eines gemeinsamen zweiten Kontaktträgers (34A, 34B, 34C) ausgebildet sind und mit einem Grundkörper (32A, 32B, 32C) ein Kontaktiermodul (30A, 30B, 30C) ausbilden.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12A, 12B, 12C, 12D, 12E) des Kabelmoduls (10A, 10B, 10C, 10D, 10E) und/oder der Grundkörper (32A, 32B, 32C) des Kontaktiermoduls (30A, 30B, 30C) jeweils als Kunststoffspritzteil ausgeführt sind, welches den jeweiligen Kontaktträger (14A, 14B, 14C, 14D, 34A, 34B, 34C) zumindest teilweise umgibt.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktträger (14A, 14B, 14C, 14D, 34A, 34B, 34C) als Stanzbiegeteile mit vorgegebenen Trennstellen (35A, 35B, 35C) ausgeführt sind, über welche die gemeinsamen Kontaktträger (14A, 14B, 14C, 14D, 34A, 34B, 34C) in einzelne Strompfade aufteilbar sind.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die koaxiale Kontaktierung (15A, 15B, 15C) als federelastische Verbindung und/oder Steckverbindung zwischen den einzelnen Kontakten (16.1A, 16.1B, 16.1C, 16.1D, 16.2A, 16.2B, 16.2C, 16.2D) und den korrespondierenden Gegenkontakten (36.1A, 36.1B, 36.1C, 36.2A, 36.2B, 36.2C) ausgeführt ist.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem ersten Kontakt (16.1A, 16.1B, 16.1C, 16.1D) und einem korrespondierenden ersten Gegenkontakt (36.1A, 36.1B, 36.1C) bestehendes erstes Kontaktpaar der koaxialen Kontaktierung (15A, 15B, 15C) als Mittenkontaktierung und ein aus einem zweiten Kontakt (16.2A, 16.2B, 16.2C, 16.2D) und einem korrespondierenden zweiten Gegenkontakt (36.2A, 36.2B, 36.2C) bestehendes zweites Kontaktpaar als Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung (15A, 15B, 15C) ausgeführt sind.
Sensoreinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontakt der Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung (15A, 15B, 15C) als Kontaktfläche (16.1A, 16.1D) oder Kontaktfläche (16.1C) mit Aufnahmeöffnung oder Kontaktpin (16.1C) ausgeführt ist, wobei der zweite Kontakt der Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung (15A, 15B, 15C) als Kontaktpin (16.2A, 16.2C) oder Kontaktklammer (16.2B) oder als Kontaktringfläche (16.2D) ausgeführt ist.
Sensoreinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gegenkontakt der Mittenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung (15A, 15B, 15C) als Federkontakt (36.1A) oder Kontaktpin (36.1B, 36.1C) ausgeführt ist, wobei der zweite Gegenkontakt der Außenkontaktierung der koaxialen Kontaktierung (15A, 15B, 15C) als Federkontakt (36.2A) oder Kontaktpin (36.2C) oder Kontaktklammer (36.2B) ausgeführt ist.
Sensoreinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontaktierung einer ersten koaxialen Kontaktierung (15A) einen Kontaktring (16.3A) umfasst, welcher den als Kontaktpin (16.2A) ausgeführten zweiten Kontakt elektrisch mit dem als Kontaktfeder (36.2A) ausgeführten zweiten Gegenkontakt verbindet.
Sensoreinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontaktierung einer zweiten koaxialen Kontaktierung (15B) eine elektrisch leitende Buchse (16.3B) umfasst, welche den als Kontaktklammer (16.2B) ausgeführten zweiten Kontakt elektrisch mit dem als Kontaktklammer (36.2B) ausgeführten zweiten Gegenkontakt verbindet.
Sensoreinheit nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte koaxiale Kontaktierung (15C) eine Kontaktscheibe (16.5C) umfasst, welche einen elektrisch leitenden Außenring (16.3C) mit mehreren Kontaktöffnungen und einen elektrisch leitenden Innenring (16.4C) mit einer Kontaktöffnung aufweist, wobei ein als Kontaktpin (16.1C) ausgeführter erster Kontakt elektrisch mit dem Innenring (16.4C) verbunden ist und ein als Kontaktpin (36.1C) ausgeführter erster Gegenkontakt über die Kontaktöffnung elektrisch mit dem Innenring (16.4C) verbunden ist, und wobei ein als Kontaktpin (16.2C) ausgeführter zweiter Kontakt elektrisch mit dem Außenring (16.3C) verbunden ist und ein als Kontaktpin (36.2C) ausgeführter zweiter Gegenkontakt über eine der Kontaktöffnungen elektrisch mit dem Außenring (16.3C) verbunden ist.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kabelkontaktierung (18A, 18B, 18C) zwischen dem Anschlusskabel (3) und dem mindestens einen Kabelkontakt (18.1A, 18.1B, 18.1C, 18.1D, 18.2A, 18.2B, 18.2C, 18.2D) als mechanische Verbindung, vorzugsweise als Crimpverbindung und/oder Schneidklemmverbindung ausgeführt ist.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grundkörper (42A, 42B, 42C) eines Befestigungsmoduls (40A, 40B, 40C) als Kunststoffspritzteil ausgeführt ist, welches die koaxiale Kontaktierung (15A, 15B, 15C) umgibt.
Sensoreinheit nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmodul (40A, 40B, 40C) eine an den Grundkörper (42A, 42B, 42C) angeformte Befestigungslasche (44A, 44B, 44C) mit einer Befestigungsöse (46A, 46B, 46C) umfasst.
Sensoreinheit nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelmodul (10A, 10B, 10C) und das Kontaktiermodul (30A, 30B, 30C) fluiddicht in das Befestigungsmodul (40A, 40B, 40C) eingeschoben sind.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorschaltung (22A, 22B, 22C) in einer Kappe (24A, 24B, 24C) angeordnet ist und mit dieser ein Sensormodul (20A, 20B, 20C) ausbildet.
Sensoreinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul (20A, 20B, 20C) fluiddicht auf das Kontaktiermodul (30A, 30B, 30C) aufgeschoben ist, wobei die Sensorschaltung (22A, 22B, 22C) über die Sensorkontaktierung (38A, 38B, 38C) elektrisch kontaktiert ist.
Sensoreinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelmodul (10A, 10B, 10C, 10D, 10E) und/oder das Kontaktiermodul (30A, 30B, 30C) und/oder das Befestigungsmodul (40a, 40B, 40C) und/oder das Sensormodul (20A, 20B, 20C) als Vormontagebaugruppen ausgebildet sind.