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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Sensoren zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums in einem Messraum bekannt. Derartige Sensoren sind beispielsweise in Konrad Reif: Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 134 bis 135, Bild 3 und Bild 4, beschrieben.
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Ein wichtiges Einsatzgebiet für einen Einsatz von derartigen Sensoren ist die Kraftfahrzeugtechnik. Beispielsweise kann ein Einsatz von alternativen Kraftstoffen, wie beispielsweise Erdgas, CNG (compressed natural gas), Ethanol oder ähnlichen alternativen Kraftstoffen, den Einsatz angepasster Sensoren, um physikalische Größen wie Druck und Temperatur in einem Saugrohr oder in einem Kraftstoffsystem zu ermitteln, bedingen. Beispielsweise können sogenannte Mitteldrucksensoren eine Messung von einem Druck und/oder einer Temperatur in einem mit CNG-betriebenen Kraftstoffsystem ermöglichen.
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Aus
DE 102012223014 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung des Drucks und der Temperatur eines Mediums sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung bekannt. Die beschriebene Vorrichtung weist einen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Temperatursensor und Drucksensor auf, wobei das Gehäuse weiterhin wenigstens einen Messraum umfasst. Der Messraum ist über einen Druckstutzen mit einem das Medium aufnehmenden Raum verbunden, wobei der Drucksensor in dem Messraum angeordnet ist. Ferner weist der Temperatursensor Anschlussleitungen auf. In dem Gehäuse sind zur Kontaktierung der Anschlussleitungen des Temperatursensors entsprechende Anschlusskontake vorgesehen. Weiterhin ist zur Aufnahme des Temperatursensors in dem Gehäuse wenigstens eine in den Druckstutzen mündende konische Durchführung angeordnet, wobei sich die konische Durchführung zum Druckstutzen hin erweitert. Ebenso ist es vorgesehen, dass in der konischen Durchführung wenigstens abschnittsweise eine die Anschlussleitungen des Temperatursensors umschließende Dichtmasse eingebracht ist.
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In
DE 10223357 A1 wird eine Vorrichtung zur Druckmessung vorgeschlagen, welche ein Gehäuse aufweist, in dem ein mit einem Sensorelement und mit elektrischen Anschlusselementen versehener Träger angeordnet ist, wobei das Gehäuse einen das Sensorelement umgebenden und mit einem ersten Druckkanal eines ersten Druckanschlusses verbundenen ersten Gehäuseraum und einen gegenüber dem ersten Gehäuseraum abgedichteten, wenigstens die elektrischen Anschlusselemente umgebenden zweiten Gehäuseraum aufweist und wobei das Gehäuse einen gegenüber dem ersten Gehäuseraum und dem zweiten Gehäuseraum abgedichteten dritten Gehäuseraum aufweist, der mit einem zweiten Druckkanal eines zweiten Druckanschlusses verbunden ist.
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In
DE 19731420 A1 wird eine Vorrichtung zur Erfassung des Drucks und der Temperatur im Saugrohr einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. In einem gemeinsamen Gehäuse sind ein Temperatursensor und ein auf einem Träger zusammen mit einer Auswerteschaltung weitestgehend verspannungsarm befestigter Drucksensor angeordnet. Das Gehäuse umfasst wenigstens zwei voneinander getrennte Räume, dessen einer einen mit dem Saugrohr über einen Stutzen verbundenen, gegenüber der Umgebung abgedichteten Druckraum bildet, in dem der Teil des Trägers angeordnet ist, auf dem der Drucksensor befestigt ist, um dessen anderer der Aufnahme und Befestigung des restlichen Teils des Trägers mit den Anschlusselementen dient. Zur Befestigung des Trägers und zur Abdichtung des Drucksensors sind mechanische Spannungen entkoppelnde Dichtklebeverbindungen vorgesehen.
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Aufgrund von zunehmenden Anforderungen, insbesondere im Hinblick auf Druck, Temperatur, mechanischen Schwingungen und/oder Medienbelastung, sowie aufgrund von zunehmenden Kosten kann grundsätzlich ein verbessserter Aufbau mit einem vereinfachten Gesamtaufbaukonzept wünschenswert sein.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird daher eine Vorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums in einem Messraum sowie ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung vorgeschlagen, welche den oben genannten Stand der Technik in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.
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Das Verfahren kann die Verfahrensschritte, welche im Folgenden beschrieben werden, umfassen. Die Verfahrensschritte können beispielsweise in der vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Eine andere Reihenfolge ist jedoch ebenfalls denkbar. Weiterhin können ein oder mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig oder zeitlich überlappend durchgeführt werden. Weiterhin können einer, mehrere oder alle der Verfahrensschritte einfach oder auch wiederholt durchgeführt werden. Das Verfahren kann darüber hinaus noch weitere Verfahrensschritte umfassen.
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Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen mindestens eines Schaltungsträgers, wobei der Schaltungsträger einen elektrischen Federkontakt aufweist;
- b) Bereitstellen mindestens eines Gehäuses, wobei in dem Gehäuse mindestens ein Sensorelement zur Erfassung der Eigenschaft aufnehmbar ist und wobei das Gehäuse mindestens einen elektrischen Kontakt aufweist; und
- c) Einbringen des Schaltungsträgers in das Gehäuse, wobei der Federkontakt gegen den elektrischen Kontakt gepresst wird und eine elektrische Verbindung mit dem elektrischen Kontakt herstellt.
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Unter einem „fluiden Medium“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ist grundsätzlich ein beliebiger Stoff im fluiden, insbesondere gasförmigen, Zustand zu verstehen, welcher einer beliebig langsamen Scherung keinen Widerstand entgegensetzt. Insbesondere kann es sich bei dem fluiden Medium um ein Gas und/oder um eine Flüssigkeit handeln. Im Allgemeinen kann der fluide Zustand eines Stoffes temperatur- und/oder druckabhängig sein. Das fluide Medium kann als Reinstoff oder als Stoffgemisch vorliegen. Bei der mindestens einen Eigenschaft kann es sich um eine beliebige physikalische und/oder chemische und/oder biologische Eigenschaft des fluiden Mediums handeln, insbesondere kann die mindestens eine Eigenschaft der Druck und/oder die Temperatur des fluiden Mediums sein.
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Der Begriff „Messraum“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere einen beliebigen Raum in einer Brennkraftmaschine, beispielsweise in einem Saugrohr einer Brennkraftmaschine. Der Messraum kann insbesondere das fluide Medium aufweisen.
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Der Begriff „Schaltungsträger“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich ein beliebiges Element, welches ausgestaltet sein kann, um mindestens eine Ansteuerung und/oder mindestens eine Auswerteschaltung, beispielsweise eine elektrische und/oder elektronische Schaltung, zu tragen und/oder zu umfassen. Der Schaltungsträger kann eine Steuer- und Auswerteeinheit umfassen, welche eingerichtet ist, um den Sensor anzusteuern. Insbesondere kann es sich bei der Steuer- und Auswerteeinheit um eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) handeln.
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Bei dem Schaltungsträger kann es sich beispielsweise um einen Keramikschaltungsträger handeln. Der Schaltungsträger kann beispielsweise ganz oder teilweise als Leiterplatte ausgestaltet sein oder mindestens eine Leiterplatte umfassen. Auch andere Ausgestaltungen sind grundsätzlich denkbar. Der Schaltungsträger kann mindestens einen elektronischen Baustein und/oder mindestens eine Leiterbahn umfassen. Weiterhin kann der Schaltungsträger mindestens eine elektrische Kontaktfläche, insbesondere mindestens einen Kontaktpad, umfassen. Die elektrische Kontaktfläche kann aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein und eine beliebige Form der Grundfläche aufweisen.
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Unter einem „Sensorelement“ kann im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich ein beliebiges Element verstanden werden, welches mindestens eine Messgröße erfasst und mindestens ein Signal, insbesondere ein Sensorsignal, generiert, beispielsweise ein elektrisches Signal, aus welchem auf eine Messgröße rückgeschlossen werden kann. Die Vorrichtung kann insbesondere eine Schnittstelle aufweisen, welche ganz oder teilweise als Hardware und/oder als Software ausgebildet sein kann. Das Sensorelement kann insbesondere eingerichtet sein, um eine Messgröße, beispielsweise eine Messgröße ausgewählt aus einer physikalischen, einer chemischen oder einer biologischen Messgröße, insbesondere des Drucks und/oder der Temperatur des Mediums, in ein elektrisches Signal, bevorzugt in eine elektrische Spannung und/oder einen elektrischen Strom umzuwandeln. Anders ausgedrückt, kann das Sensorelement in Abhängigkeit eines auf ihn ausgeübten Drucks und/oder in Abhängigkeit einer umgebenden Temperatur ein entsprechendes Ausgangssignal, beispielsweise in Form einer Spannung und/oder eines Stromes erzeugen. Das Signal kann digital oder auch analog sein. Es können grundsätzlich mehrere Arten von Sensorelementen vorgesehen sein, welche nicht notwendigerweise mit derselben Technik kontaktiert bzw. angebracht werden. Insbesondere kann das Sensorelement mindestens einen Drucksensor aufweisen, welcher auf den Schaltungsträger aufgebracht wird.
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Der Begriff „Federkontakt“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eine beliebiges Element, welches elektrisch leitende Eigenschaften aufweist und welches ein elastisch rückstellendes Verhalten aufweist, derart, dass das Element unter einer Belastung nachgibt und nach einer Entlastung in eine ursprüngliche Gestalt des Elements ganz oder teilweise zurückkehrt. Der Federkontakt kann elastisch komprimierbar sein und im komprimierten Zustand einen Druck ausüben. Insbesondere kann der Federkontakt eingerichtet sein, um durch Formänderungen Kräfte zu speichern und zu übertragen. Weiterhin kann der Federkontakt eingerichtet sein, um Energie durch Zusammendrücken von Enden des Federkontakts zu speichern und um die Energie bei einem Entspannen des Federkontakts ganz oder zumindest teilweise wieder freizugeben. Der Federkontakt kann insbesondere mindestens eine Blattfeder aufweisen. Der Federkontakt kann beispielsweise ganz oder teilweise ausgebildet sein als einer oder mehrere der folgenden Kontakte: einem Federblech, einer Blattfeder, einem Runddraht, einem Profildraht. Der Federkontakt kann vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein, insbesondere aus Stahl, Messing oder Kupfer. Weiterhin kann der Federkontakt mindestens eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen.
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Der Federkontakt kann insbesondere stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig an mindestens eine Oberfläche des Schaltungsträgers angebracht werden. Der Begriff „stoffschlüssig“ bezeichnet insbesondere im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eine Eigenschaft einer Verbindung zwischen zwei oder mehreren Bauteilen, bei welcher die Bauteile durch atomare Kräfte und/oder durch molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Eine stoffschlüssige Verbindung kann insbesondere mindestens eine Verbindung enthalten, ausgewählt aus einer Lötverbindung, einer Klebeverbindung und einer Schweißverbindung. Die stoffschlüssige Verbindung kann insbesondere elektrisch leitfähig ausgestaltet sein. Unter einer kraftschlüssigen Verbindung kann insbesondere eine Verbindung verstanden werden, welche durch die Anwendung von Kraft, insbesondere aufgrund einer geeigneten Vorspannung, erzeugt wird. Als Kräfte kommen insbesondere Druckkräfte und/oder Reibungskräfte in Betracht. Der Zusammenhalt der kraftschlüssigen Verbindung kann beispielsweise rein durch eine Haftkraft gewährleistet sein. Auch die kraftschlüssige Verbindung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als eine elektrisch leitfähige kraftschlüssige Verbindung ausgestaltet. Eine kraftschlüssige Verbindung kann insbesondere mindestens eine Einpressverbindung zwischen dem Federkontakt und dem Schaltungsträger umfassen.
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Insbesondere kann das stoffschlüssige Anbringen mindestens einen Prozess umfassen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem Lötverfahren, insbesondere einem Reflow-Lötverfahren, einem Klebeverfahren, einer kalten Kontaktiertechnik. Der Begriff „Lötverfahren“ bezeichnet grundsätzlich ein thermisches Verfahren zu einem stoffschlüssigen Fügen von Werkstoffen, bei welchem eine flüssige Phase durch ein Schmelzen und/oder durch eine Diffusion an Grenzflächen entsteht. Der Begriff „Reflow-Lötverfahren“, auch Wiederaufschmelzlöten genannt, bezeichnet ein gängiges Weichlötverfahren zum Löten von zwei oder von mehr Bauteilen. Grundsätzlich kann bei dem Reflow-Lötverfahren ein Weichlot in Form einer Lötpaste auf das Bauteil aufgetragen werden, bevor das Bauteil mit weiteren Bauteilen bestückt wird.
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Anschließend kann das Weichlot aufgeschmolzen werden. Auch weitere Lötverfahren sind grundsätzlich denkbar. Das Klebeverfahren kann insbesondere eine Verwendung mindestens eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs umfassen. Der Begriff „kalte Kontaktiertechnik“ (KKT) bezeichnet grundsätzlich ein beliebiges Verfahren zu einem nicht-lösbaren, kraft- und formschlüssigen Fügen von Werkstoffen, bei welchen die Werkstoffe durch Verpressen und/oder Verklemmen zusammengefügt werden. Beispiele für kalte Kontaktiertechniken sind insbesondere Schneid-Klemm-Verbindungen und Einpresstechniken. Auch andere Verfahren sind grundsätzlich denkbar.
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Insbesondere kann der Federkontakt derart auf die Oberfläche des Schaltungsträgers angebracht werden, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem dem Federkontakt und dem Schaltungsträger hergestellt wird.
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Der Federkontakt kann insbesondere stirnseitig an die Oberfläche des Schaltungsträgers angebracht werden. Der Begriff „stirnseitig“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich eine Seitenfläche des Schaltungsträgers. Insbesondere kann sich die Seitenfläche quer, insbesondere senkrecht zu einer Längsachse des Schaltungsträgers erstrecken. Der Federkontakt kann sich weiterhin über weitere Bereiche des Schaltungsträgers erstrecken, beispielsweise über eine Vorderseite und/oder eine Unterseite des Schaltungsträgers, welche sind entlang der Längsachse des Schaltungsträgers erstrecken.
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Weiterhin kann mindestens ein weiteres Bauteil stoffschlüssig auf die Oberfläche des Schaltungsträgers angebracht werden. Insbesondere kann das weitere Bauteil ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: der Steuer- und Auswerteeinheit; einem Bauteil, welches eingerichtet ist, um eine elektrische Verträglichkeit der Vorrichtung zu gewährleisten, insbesondere einem Kontensator.
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Der Begriff „Gehäuse“ bezieht sich im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich auf eine beliebige Form des Elements, welches eingerichtet ist, um Bauteile der Vorrichtung ganz oder zumindest teilweise zu umschließen und um diese Bauteile weiterhin vor externen Einflüssen wie mechanischer Belastung und/oder Feuchtigkeit zu schützen. Das Gehäuse kann weiterhin eingerichtet sein, um minestens ein elektrisches Signal für eine externe Weiterverarbeitung bereitzustellen. Das Gehäuse kann zumindest teilweise aus mindestens einem Kunststoffmaterial hergestellt werden. Insbesondere kann das Gehäuse mittels mindestens eines Spritzgießprozesses hergestellt werden.
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Das Gehäuse kann mehrteilig ausgestaltet sein. Mindestens ein erster Gehäuseteil kann mit mindestens einem zweiten Gehäuseteil verbunden sein. Bei dem ersten Gehäuseteil kann es sich insbesondere um eine Gehäusebasis handeln und bei dem zweiten Gehäuseteil kann es sich insbesondere um einen Gehäusedeckel handeln. Der zweite Gehäuseteil kann mit dem ersten Gehäuseteil stoffschlüssig verbunden werden, insbesondere durch Kleben, Schweißen.
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Das Gehäuse, insbesondere der erste Gehäuseteil, kann insbesondere einen Druckstutzen aufweisen. Der Begriff „Druckstutzen“ bezeichnet grundsätzlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich ein beliebiges Element, welches eingerichtet ist, das fluide Medium zu dem Sensorelement zu führen. Der Druckstutzen kann beispielsweise rotationssysmmetrisch, beispielsweise in Form eines Hohlzyinders ausgestaltet sein. Eine andere Ausgestaltung ist jedoch ebenfalls denkbar. Der Druckstutzen kann mindestens eine Durchführung umfassen. Die Durchführung kann insbesondere eine Bohrung oder Öffnung mit einer beliebigen Querschnittsfläche sein, beispielsweise eine zylindrische Borhung mit einem runden oder polygonalem Querschnitt. Der Schaltungsträger kann derart in das Gehäuse eingebracht werden, dass das Drucksensorelement in Richtung des Druckstutzens weist.
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Der Begriff „elektrischer Kontakt“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich ein beliebiges Element, welches aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist und welches eingerichtet ist, um eine elektrische Kontaktierung zwischen mindestens zwei Bauteilen herzustellen. Der elektrische Kontakt kann mindestens eine Auflagefläche umfassen. Insbesondere kann der elektrische Kontakt ganz oder teilweise aus Kupfer und/oder einer Kupferlegierung hergestellt sein. Weiterhin kann der elektrische Kontakt mindestens eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen. Auch andere Materialien sind grundsätzlich denkbar. Insbesondere kann der elektrische Kontakt mindestens einen Kontaktstift umfassen, insbesondere mindestens einen Steckerpin. Der Kontaktstift kann vorzugsweise eine längliche Form aufweisen und mindestens einen Querschnitt aufweisen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem runden Querschnitt, einen quadratischen Querschnitt, einem rechteckigen Querschnitt. Auch andere Ausführungsformen sind grundsätzlich denkbar.
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Der elektrische Kontakt kann insbesondere zumindest teilweise in das Gehäuse eingepresst werden. Insbesondere kann der elektrische Kontakt von einer Außenseite des Gehäuses in das Gehäuse eingepresst werden. Alternativ kann das Gehäuse mittels mindestens eines Spritzgießprozesses hergestellt werden, und der elektrische Kontakt kann zumindest teilweise in das Kunststoffmaterial eingebettet werden, insbesondere ganz oder zumindest teilweise mit dem Kunststoffmaterial umspritzt werden. Weiterhin kann der elektrische Kontakt mittels mindestens einer Arretierung in das Gehäuse eingebracht werden. Der Begriff „Arretierung“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich, eine beliebige mechanische Vorrichtung, welche eingerichtet ist, um bewegliche Elemente festzustellen und/oder zu fixieren. Die Deckelarretierung kann beispielsweise mindestens eine Aufnahme in dem ersten Gehäuseteil umfassen, welche eingerichtet ist, um den elektrischen Kontakt aufzunehmen. Bei einem Aufsetzen des zweiten Gehäuseteils auf den ersten Gehäuseteil kann der elektrische Kontakt in die Aufnahme einrasten und/oder fixiert werden.
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Der Schaltungsträger kann derart in das Gehäuse eingebracht werden, dass eine Oberseite des Schaltungsträgers dem Gehäuse zugewandt ist. Der Begriff „Oberseite“ des Schaltungsträgers bezeichnet grundsätzlich eine Oberfläche des Schaltungsträgers, auf welchem die Federkontakte sowie weitere elektronische Bauteile aufgebracht sind. Der Begriff „Unterseite“ des Schaltungsträgers bezeichnet grundsätzlich im Sinne der vorliegenden Erfindung eine gegenüberliegende Oberfläche der Oberseite des Schaltungsträgers.
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Das Einbringen des Schaltungsträgers in das Gehäuse, insbesondere in eine Aufnahme des Gehäuses, kann derart erfolgen, dass der Schaltungsträger in dem Gehäuse fixiert wird, vorzugsweise mittels mindestens einer stoffschlüssigen Verbindungstechnik, vorzugsweise mittels mindestens einer Chiptechnik, insbesondere einer Chiptechnik ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Kleben; Bonden; Vergelen; Verstemmen.
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Das Verfahren kann weiterhin eine Kontaktierung des Sensorelements, insbesondere eines Temperatursensorelements, mittels mindestens eines Schneidklemmverfahrens umfassen. Der Begriff „Schneidklemmverfahren“ bezeichnet grundsätzlich ein beliebiges Verfahren, bei welchem eine elektrische Leitung elektrisch kontaktiert und mechanisch fixiert wird. Insbesondere kann die elektrische Leitung mindestens einen Isolationsmantel umfassen. Der Isolationsmantel kann mindestens ein elektrisch isolierendes Material umfassen. Bei einem Inkontaktbringen der elektrischen Leitung mit dem Schneidklemmelement kann die elektrische Leitung zunächst mechanisch fixiert werden, insbesondere durch eine Klemmvorrichtung und anschließend kann der Isolationsmantel durchtrennt werden, derart, dass eine elektrische Verbindung zwischen der elektrischen Leitung und dem Schneidklemmelement hergestellt wird.
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Das Schneidklemmverfahren kann insbesondere während des Einbringens des Schaltungsträgers in das Gehäuse durchgeführt werden. Insbesondere kann das Schneidklemmverfahren folgende Schritte umfassen:
- I. Bereitstellen mindestens eines Schneidklemmelements;
- II. Befestigen des Schneidklemmelements an dem Schaltungsträger;
- III. Bereitstellen des Gehäuses (112), wobei in dem Gehäuse (112) das Sensorelement (144) aufnehmbar ist; und
- IV. Inkontaktbringen des Schneidklemmelements mit mindestens einer Anschlussleitung des Sensorelements während des Einbringens des Schaltungsträgers in das Gehäuse derart, dass eine elektrische Verbindung zwischen des Schneidklemmelements und der Anschlussleitung hergestellt wird.
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Der Begriff „aufnehmbar“ in Punkt III. kann insbesondere bedeuten, dass bei dem Bereitstellen des Gehäuses das Sensorelement bereits ganz oder teilweise in dem Gehäuse aufgenommen ist. So kann sich beispielsweise ein Temperatursensorelement, insbesondere einschließlich seiner Anschlussleitungen, bereits in dem Gehäuse befinden und anschließend in Schritt IV. elektrisch kontaktiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann Verfahrensschritt III. auch ein Aufnehmen des Sensorelements in das Gehäuse mit umfassen.
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Das Anbringen des Schneidklemmelements an den Schaltungsträger kann insbesondere mittels mindestens eines stoffschlüssigen Verfahrens, insbesondere eines Lötverfahrens oder eines Klebeverfahrens, insbesondere mittels mindestens eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs, erfolgen.
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Das Sensorelement kann insbesondere in eine Durchführung innerhalb des Druckstutzens des Gehäuses eingebracht werden. Vor Durchführung des Schritts IV. kann das Sensorelement, insbesondere die Anschlussleitung des Sensorelements, gebogen werden. Vor Durchführung des Schritts IV. kann insbesondere eine Passivierung von Verbindungsstellen erfolgen. Die Anschlussleitung kann mindestens einen Isolationsmantel umfassen und während Durchführung des Schritts IV. kann der Isolationsmantel an mindestens einer Stelle eingeschnitten werden.
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Der Begriff „Passivierung“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung grundsätzlich ein Aufbringen mindestens einer Schutzschicht. Die Schutzschicht kann insbesondere eingerichtet sein, um eine Korrorison eines Werkstoffs ganz oder zumindest teilweise zu verhindern oder zumindest zu verlangsamen. Die Passivierung kann insbesondere eingerichtet sein, um eine stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbdinfeun zu dem Schaltungsträger und/oder zu dem Gehäuse herzustellen. Die Passivierung kann insbesondere mindestens einen Klebstoff und/oder mindestens ein Gel und/oder mindestens ein Formelement, welches eingerichtet ist, um die Anschlussleitung des Sensorelements ganz oder teilweise zu umschließen.
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Die Vorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft des fluiden Mediums in einem Messraum ist insbesondere herstellbar nach einem Ausführungsbeispiels des Verfahrens, welches bereits beschrieben wurde, oder im Folgenden noch beschrieben wird. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Schaltungsträger, welcher mindestens einen elektrischen Kontakt aufweist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung mindestens ein Gehäuse, in welchem mindestens ein Sensorelement zur Erfassung der Eigenschaft aufgenommen ist. Weiterhin weist das Gehäuse mindestens einen elektrischen Kontakt auf. Der Federkontakt ist gegen den elektrischen Kontakt gepresst und stellt eine elektrische Verbindung mit dem elektrischen Kontakt her.
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Die vorgeschlagene Vorrichtung sowie das vorgeschlagene Verfahren zu ihrer Herstellung weisen gegenüber bekannten Vorrichtungen und Verfahren zahlreiche Vorteile auf. Eine elektrische Kontaktierung des Schaltungsträgers zu dem Gehäuse kann insbesondere über den Federkontakt erfolgen, welcher auf dem Schaltungsträger angebracht ist. Weiterhin kann zwischen dem Federkontakt und dem Schaltungsträger eine Löt- und/oder eine Klebeverbindung vorhanden sein. Weiterhin kann das Anbringen der Steuer- und Auswerteeinheit, sowie von den Bauteilen, welche eingerichtet sind, um eine elektische Verträglichkeit der Vorrichtung zu gewährleisten, insbesondere von Kondensatoren, mittels mindestens eines Lötverfahrens und/oder Klebeverfahrens erfolgen.
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Bei dem Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung kann der Schaltungsträger, insbesondere die Leiterplatte, in das Gehäuse geführt werden, und die Federkontakte können die elektrischen Kontakte des Gehäuses kontaktieren. Die Kontaktierung des mindestens einen Sensorelements, insbesondere des Temperatursensors, kann mittels mindestens eines Schneidklemmverfahrens erfolgen. Der Temperatursensor, insbesondere die Anschlussleitung des Temperatursensors, kann zunächst gebogen und in das Gehäuse gesetzt werden. Das Schneidklemmelement kann mittels mindestens eines Löt- und/oder eines Klebeverfahrens an dem Schaltungsträger befestigt werden, insbesondere durch Kontaktfüße. Bei dem Einbringen des Schaltungsträgers, insbesondere der Leiterplatte, in das Gehäuse kann das Schneidklemmelement vorauseilen und den Isolationsmantel, insbesondere die Isolierung, der Anschlussleitung des Sensorelements einschneiden. Vor dem Einbringen des Schaltungsträgers, insbesondere der Leiterplatte, in das Gehäuse kann insbesondere die Passivierung der Verbindungsstellen erfolgen.
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Da die Steuer- und Auswerteeinheit empfindliche Kontaktierungsstrukturen aufweisen kann, kann insbesondere eine räumliche Trennung der Steuer- und Auswerteeinheit zu dem Sensorelement erfolgen. Insbesondere kann die Steuer- und Auswerteeinheit auf die Leiterplatte des Schaltungsträgers aufgelötet und/oder geklebt werden.
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Die Bauteile Teile auf der Oberfläche, insbesondere der Oberseite, des Schaltungsträgers, insbesondere der Leiterplatte, können mittels des Reflow-Lötverfahrens befestigt werden. Der Schaltungsträger, insbesondere eine Unterseite des Schaltungsträgers, kann vorzugsweise mittels mindestens einer Chiptechnik, beispielsweise mittels Kleben, Bonden, Vergelen, in das Gehäuse eingebracht werden. Eine Abdichtung zwischen dem Messraum und einem Inneren des Gehäuses kann insbesondere mittels Klebstoff erfolgen. Es ist ein Einsatz von eingepressten elektrischen Kontakten, insbesondere Steckerpins, möglich. Neben den eingepressten elektrischen Kontakten, ist ein Einsatz von eingespritzten elektrischen Kontakten möglich.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den nachfolgenden Figuren schematisch dargestellt sind.
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Es zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Mediums in Schnittdarstellung;
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2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
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4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein exemplarisches Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 110 zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines Mediums in einer Schnittdarstellung.
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Die Vorrichtung 110 umfasst mindestens ein Gehäuse 112. Das Gehäuse 112 kann mindestens einen ersten Gehäuseteil 114, insbesondere mindestens eine Gehäusebasis 116, umfassen. Der erste Gehäuseteil 114 kann insbesondere einen Druckstutzen 118 mit mindestens einer Durchführung 120 aufweisen. Weiterhin kann das Gehäuse 112 mindestens einen zweiten Gehäuseteil 122, insbesondere einen Gehäusedeckel 124, umfassen. Der erste Gehäuseteil 114 und der zweite Gehäuseteil 122 können stoffschlüssig miteinander verbunden sein, insbesondere durch Verkleben. Das Gehäuse 112 kann weiterhin mindestens einen elektrischen Kontakt 126 aufweisen. Der elektrische Kontakt 126 kann insbesondere ein Steckerpin 128 sein und aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein. Insbesondere kann der elektrische Kontakt 126 eine längliche Form aufweisen.
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Das Gehäuse 112 kann weiterhin mindestens eine Aufnahme 130 aufweisen. In dem Gehäuse 112, insbesondere in der Aufnahme 130 des Gehäuses, kann mindestens ein Schaltungsträger 132 aufgenommen sein. Der Schaltungsträger 132 kann insbesondere mindestens eine Steuer- und Auswerteeinheit 134 umfassen. Weiterhin kann der Schaltungsträger 132 mindestens ein Bauteil 136 aufweisen, welches eingerichtet ist, um eine elektrische Verträglichkeit der Vorrichtung 110 zu gewährleisten. Insbesondere kann es sich bei dem Bauteil 136 um Kondensatoren 138 handeln. Weiterhin kann der Schaltungsträger 132 mindestens einen Federkontakt 140 aufweisen. Der Federkontakt 140 kann insbesondere auf einer Stirnseite 142 des Schaltungsträgers 132 befestigt sein.
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In dem Gehäuse 112 ist weiterhin mindestens ein Sensorelement 144 zur Erfassung der Eigenschaft aufnehmbar. Die Vorrichtung 110 kann insbesondere mindestens ein Drucksensorelement 146 aufweisen. Das Drucksensorelement 146 kann auf einer Oberfläche 147, insbesondere auf einer Unterseite 148, des Schaltungsträgers 132 angeordnet sein. Weiterhin kann die Vorrichtung 110 mindestens ein Temperatursensorelment 150 umfassen. Das Temperatursensorelement 150 kann insbesondere dem Druckstutzen 118 zugeordnet sein. Weiterhin kann das Temperatursensorelement 150 mindestens eine Anschlussleitung 152 umfassen. Anschlussleitung 152 kann insbesondere der Durchführung 120 des Druckstutzens 118 angeordnet sein. Weiterhin kann der Schaltungsträger 132 mindestens ein Schneidklemmelement 154 aufweisen, welches eingerichtet ist, um die Anschlussleitung 152 des Temperatursensorelements 150 elektrisch zu kontaktieren.
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2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung 110. Die Vorrichtung 110 entspricht in weiten Teilen der Vorrichtung gemäß 1, sodass auf die Beschreibung der Figur oben verwiesen werden kann. In 2 ist die Vorrichtung 110 ohne den zweiten Gehäuseteil 122, insbesondere den Gehäusedeckel 124 dargestellt.
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3 zeigt eine Schnittdarstellung der Vorrichtung 110. Die Vorrichtung 110 entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 und der 2, so dass weitgehend auf die Beschreibung der 1 und 2 oben verwiesen werden kann. In dieser Schnittdarstellung ist eine Passivierung 156 erkennbar. Insbesondere ist die Passivierung 156 in eine weitere Aufnahme 158 des Gehäuses 112, insbesondere des ersten Gehäuseteils 114, eingeführt. Die Passivierung 156 kann insbesondere mindestens einen Klebstoff umfassen.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 110. Die Vorrichtung 110 entspricht in weiten Teilen dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 3, sodass weitestgehend auf die Beschreibung der 1 bis 3 oben verwiesen werden kann.
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Die Vorrichtung 110 gemäß 4 kann weiterhin mindestens eine Deckelarretierung 160 aufweisen. Die Deckelarretierung 160 kann beispielsweise mindestens eine Aufnahme 162 in dem ersten Gehäuseteil 114 umfassen, welche eingerichtet ist, um den elektrischen Kontakt 126 aufzunehmen. Bei einem Aufsetzen des zweiten Gehäuseteils 122 auf den ersten Gehäuseteil 114 kann der elektrische Kontakt 126 in die Aufnahme 162 einrasten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012223014 A1 [0003]
- DE 10223357 A1 [0004]
- DE 19731420 A1 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Konrad Reif: Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 134 bis 135, Bild 3 und Bild 4 [0001]
