DE102019126526A1

DE102019126526A1 - PRESSURE SENSOR WITH BOARD TO BOARD CONNECTION

Info

Publication number: DE102019126526A1
Application number: DE102019126526.6A
Authority: DE
Inventors: Werner Leupold; Rocco Kemnitz
Original assignee: Rapa Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Rapa Automotive GmbH and Co KG
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2021-04-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drucksensor (1) umfassend ein Sensorgehäuse (2) und eine bevorzugt auf dem Sensorgehäuse angeordnete Leiterplatte (3), die eine Vielzahl von Kontaktpads (4) für eine externe Kontaktierung der Leiterplatte aufweist, sowie einen Ventilblock (10) und ein Luftfederungssystem.The invention relates to a pressure sensor (1) comprising a sensor housing (2) and a circuit board (3) which is preferably arranged on the sensor housing and has a plurality of contact pads (4) for external contacting of the circuit board, as well as a valve block (10) and a Air suspension system.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drucksensor, einen Ventilblock sowie ein Luftfederungssystem für Kraftfahrzeuge.The present invention relates to a pressure sensor, a valve block and an air suspension system for motor vehicles.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Bei Fahrzeugen mit Luftfederung wird eine Gegenkraft zu den fahrdynamischen Kräften am jeweiligen Rad oder der jeweiligen Achse mithilfe von Druckluft erzeugt. Dabei lässt sich der Druck in den Luftfederbeinen bzw. den Luftbälgen des Fahrzeugs beispielsweise über elektromagnetische Steuerventile einstellen. Dadurch können die Fahrwerkseigenschaften und/oder der Fahrkomfort gezielt eingestellt werden.In vehicles with air suspension, a counterforce to the dynamic driving forces on the respective wheel or axle is generated with the aid of compressed air. The pressure in the air suspension struts or the air bellows of the vehicle can be adjusted, for example, via electromagnetic control valves. As a result, the chassis properties and / or the driving comfort can be set in a targeted manner.

Derartige Fahrzeuge umfassen entsprechend ein Luftfederungssystem mit beispielsweise einem zentralen Ventilblock bzw. Ventilkörper mit Steuer-, Regel- bzw. Magnetventilen, an dessen Anschlüssen verschiedene Verbraucher, wie Luftfederbeine bzw. -bälge und gegebenenfalls ein Drucklufttank bzw. -speicher, sowie ein Kompressor angeschlossen sind, der im Betrieb für den gewünschten Systemdruck bzw. Druck in den Verbrauchern, insbesondere im Drucklufttank sorgt. In dem Ventilblock ist üblicherweise weiterhin ein Drucksensor verbaut, der den Systemdruck misst. Weiterhin umfasst ein Ventilblock üblicherweise eine zentrale Leiterplatte, die beispielsweise einen Anschlussstecker des Ventilblocks mit dessen elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen, wie den verschiedenen Ventilen, dem Drucksensor, etc. elektrisch verbindet.Such vehicles accordingly include an air suspension system with, for example, a central valve block or valve body with control, regulating or solenoid valves, to whose connections various consumers, such as air suspension struts or bellows and possibly a compressed air tank or accumulator, and a compressor are connected , which ensures the desired system pressure or pressure in the consumers, especially in the compressed air tank, during operation. A pressure sensor that measures the system pressure is usually also built into the valve block. Furthermore, a valve block usually comprises a central printed circuit board which, for example, electrically connects a connector plug of the valve block with its electrical or electronic components, such as the various valves, the pressure sensor, etc.

Eine Leiterplatte bzw. Leiterplatine besteht aus einem üblicherweise flächigen, elektrisch isolierenden Material, das die Hauptebene definiert, mit zwei voneinander abgewandten Hauptflächchen und dort ein- oder beidseitig oberflächlich aufgebrachten Leiterbahnen. Sie dient der elektrischen und mechanischen Kontaktierung von elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen, wobei als isolierendes Material beispielsweise faserverstärkter Kunststoff verwendet wird. Unter einer Leiterplatte wird dabei üblicherweise eine ununterbrochene, durchgehende bzw. einteilige Leiterplatte verstanden in der das elektrisch isolierende Material bevorzugt einschichtig bzw. einstückig ausgebildet ist. Bevorzugt sind die Leiterbahnen ausschließlich auf der Oberfläche der Hauptflächen der Leiterplatte bzw. des elektrisch isolierenden Materials angeordnet und/oder einschichtig ausgebildet und abschnittsweise mit einer Isolation überzogen.A printed circuit board or printed circuit board consists of a usually flat, electrically insulating material that defines the main plane, with two main surfaces facing away from one another and there conductor tracks superficially applied to one or both sides. It is used for electrical and mechanical contacting of electrical or electronic components, fiber-reinforced plastic, for example, being used as the insulating material. A printed circuit board is usually understood to mean an uninterrupted, continuous or one-piece printed circuit board in which the electrically insulating material is preferably formed in one layer or in one piece. The conductor tracks are preferably arranged exclusively on the surface of the main surfaces of the circuit board or the electrically insulating material and / or are single-layered and covered in sections with an insulation.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Bauformen und Anbringungsvarianten von Drucksensoren bekannt. Beispielsweise werden außen am Ventilblock angeschraubte Drucksensoren oder integrierte Sensoren eingesetzt. Es ist auch bekannt die Drucksensoren über Verstemmen oder Verrasten des Drucksensors und/oder eines beispielsweise zylindrischen Anschlussstutzens des Drucksensors in einer Aufnahme, etwa in einer entsprechend gearteten Formbohrung, im Ventilblock zu befestigen. Die Abdichtung der pneumatischen Schnittstelle des Drucksensors geschieht in der Regel durch einen O-Ring, der beispielsweise auf einer Außenseite des Anschlussstutzens angeordnet ist. Ein derartiger Drucksensor ist in X dargestellt. Die elektrische Schnittstelle des Drucksensors stellen dabei drei aus dem Gehäuse des Sensors herausragende Anschluss- bzw. Kontaktpins dar, welche dann auf der Leiterplatte des Ventilblocks verlötet werden.Various designs and mounting variants of pressure sensors are known from the prior art. For example, pressure sensors screwed on the outside of the valve block or integrated sensors are used. It is also known to fasten the pressure sensors by caulking or locking the pressure sensor and / or a, for example, cylindrical connection piece of the pressure sensor in a receptacle, for example in a correspondingly shaped bore in the valve block. The pneumatic interface of the pressure sensor is usually sealed by an O-ring, which is arranged, for example, on the outside of the connecting piece. Such a pressure sensor is in X shown. The electrical interface of the pressure sensor is represented by three connection or contact pins protruding from the housing of the sensor, which are then soldered onto the circuit board of the valve block.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfachere Gestaltung, insbesondere der elektrischen Anbindung des Drucksensors anzugeben.The object of the invention is to provide a simpler design, in particular the electrical connection of the pressure sensor.

Grundgedanke der Erfindung ist dabei, in dem Drucksensor ohnehin vorhandene Bauteile, insbesondere die Leiterplatte, derart umzugestalten, dass diese zusätzliche Funktionen bereitstellt, um dadurch Bauteile, insbesondere Kontaktpins, einzusparen.The basic idea of the invention is to redesign components that are already present in the pressure sensor, in particular the printed circuit board, in such a way that it provides additional functions in order to save components, in particular contact pins.

Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The problem is solved by the independent claims. Advantageous refinements and developments are specified in the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Drucksensor mit einem Sensorgehäuse, in oder an welchem eine Druckfühl-Messzelle angeordnet ist, und einer Leiterplatte, die bevorzugt vollständig oder teilweise bezüglich des Sensorgehäuses außenliegend bzw. auf einer Außenseite des Sensorgehäuses angeordnet ist und mit dem Sensorgehäuse fest verbunden ist. Die Leiterplatte weist erfindungsgemäß eine Vielzahl von bevorzugt gleichförmigen bzw. jeweils identisch und/oder rechteckig ausgebildeten Kontaktpads für eine externe Kontaktierung der Leiterplatte auf. Die Kontaktpads werden beispielsweise auch als Lötpads, Kontaktflächen und/oder Lötkontaktflächen bezeichnet.The present invention creates a pressure sensor with a sensor housing in or on which a pressure sensing measuring cell is arranged, and a printed circuit board that is preferably completely or partially arranged on the outside of the sensor housing or on an outside of the sensor housing and is firmly connected to the sensor housing . According to the invention, the circuit board has a plurality of preferably uniform or identical and / or rectangular contact pads for external contacting of the circuit board. The contact pads are also referred to as solder pads, contact areas and / or solder contact areas, for example.

Separate Bauteile zur elektrischen, externen Kontaktierung des Drucksensors, wie Anschluss- bzw. Kontaktpins, können somit entfallen, da beispielsweise die Funktion dieser aus dem Stand der Technik bekannten Kontaktpins durch die erfindungsgemäßen Kontaktpads der Leiterplatte des Drucksensors selbst übernommen wird, so dass die Leiterplatte des Drucksensors bzw. der erfindungsgemäße Drucksensor bevorzugt keine Kontaktpins für eine externe Kontaktierung aufweist. Es werden somit im Vergleich zu bekannten Drucksensoren weniger Bauteile, weniger Herstellungsschritte und weniger Bauraum benötigt. Der Bauraumgewinn kann dann dazu genutzt werden, herstellungs- und betriebstechnisch weniger kritische Bauformen bzw. -geometrien für den Drucksensor zu vorzusehen, wodurch beispielsweise aufgrund der somit verbesserten Bauformgeometrie kritische Bondverbindungen vermieden können oder zumindest deren Anzahl verringert werden kann. Entsprechend wird die Haltbarkeit des Drucksensors verbessert bzw. die Lebenszeit des Drucksensors erhöht, insbesondere die sogenannte Mean-Time-To-Failure-(MTTF)-Zeit. Durch den Wegfall von Kontaktpins, entfallen auch die hierbei üblicherweise vorgesehenen Dickdrahtbondverbindungen zwischen Leiterplatte des Drucksensors und den Kontaktpins, was zusätzlich zur Verbesserung der Haltbarkeit beiträgt.Separate components for the electrical, external contacting of the pressure sensor, such as connection or contact pins, can thus be omitted because, for example, the function of these contact pins known from the prior art is taken over by the contact pads according to the invention of the circuit board of the pressure sensor itself, so that the circuit board of the Pressure sensor or the pressure sensor according to the invention preferably has no contact pins for external contacting. Thus, in the Compared to known pressure sensors, fewer components, fewer manufacturing steps and less installation space are required. The gain in installation space can then be used to provide construction shapes or geometries for the pressure sensor that are less critical in terms of production and operational technology, whereby, for example, due to the improved shape geometry, critical bond connections can be avoided or at least their number can be reduced. Correspondingly, the durability of the pressure sensor is improved or the service life of the pressure sensor is increased, in particular the so-called mean time to failure (MTTF) time. By eliminating contact pins, the thick-wire bond connections usually provided here between the printed circuit board of the pressure sensor and the contact pins are also eliminated, which also contributes to improving durability.

Das Sensorgehäuse dient als Aufnahme für die Druckfühl-Messzelle und gegebenenfalls weiterer elektronischer Komponenten des Drucksensors. Bevorzugt handelt es sich bei dem Sensorgehäuse um ein einstückiges oder zusammengesetztes Kunststoff-Spritzgussteil.The sensor housing serves as a receptacle for the pressure sensing measuring cell and, if necessary, other electronic components of the pressure sensor. The sensor housing is preferably a one-piece or composite injection-molded plastic part.

Der Teilbereich der Leiterplatte, beispielsweise der kleinste rechteckige Bereich der Leiterplatte in welchem die Vielzahl von Kontaktpads angeordnet ist, wird im Folgenden auch als Anschlussbereich bezeichnet, der zur elektrischen Kontaktierung - und gegebenenfalls auch zum mechanischen Halten - des Drucksensors von außen dient. Die Vielzahl von Kontaktpads umfasst dabei einen Teil oder bevorzugt sämtliche der für eine externe Kontaktierung vorgesehenen Kontaktpads der Leiterplatte. Der Drucksensor weist bevorzugt genau eine Leiterplatte auf und die Leiterplatte ist erfindungsgemäß von außen bzw. auf der Außenseite des Drucksensors in dem Anschlussbereich direkt und umittelbar zugänglich. Zur externen Kontaktierung ist bevorzugt ausschließlich die Vielzahl von Kontaktpads vorgesehen. Die Vielzahl von Kontaktpads bildet entsprechend bevorzugt die einzige externe, elektrische Schnittstelle des Drucksensors.The sub-area of the circuit board, for example the smallest rectangular area of the circuit board in which the plurality of contact pads are arranged, is also referred to below as the connection area, which is used for electrical contacting - and possibly also for mechanical holding - of the pressure sensor from the outside. The multiplicity of contact pads here comprises some or preferably all of the contact pads of the circuit board provided for external contacting. The pressure sensor preferably has exactly one printed circuit board and, according to the invention, the printed circuit board is directly and indirectly accessible from the outside or on the outside of the pressure sensor in the connection area. For external contacting, only the plurality of contact pads is preferably provided. The multiplicity of contact pads correspondingly preferably forms the only external, electrical interface of the pressure sensor.

Bevorzugt ist die Leiterplatte bzw. die Vielzahl von Kontaktpads für eine Platine-zu-Platine-Verbindung eingerichtet, das heißt die Kontaktpads sind für eine Kontaktierung zu einer anderen Leiterplatte vorgesehen bzw. ausgebildet, insbesondere hinsichtlich ihres Aufbaus, ihrer Größe bzw. Fläche und/oder ihrer Positionierung auf der Leiterplatte.The circuit board or the plurality of contact pads is preferably set up for a board-to-board connection, that is to say the contact pads are provided or designed for contacting another circuit board, in particular with regard to their structure, their size or area and / or their positioning on the circuit board.

Dabei bestehen die Kontaktpads bevorzugt aus freiliegenden bzw. freigelegten Leiterbahnen der Leiterplatte, an denen eine über der Leiterbahn angeordnete Isolationsschicht entfernt wurde. Dadurch wird die Anzahl der Bauteile verringert, da keine zusätzlichen Bauteile für das Schaffen der Kontaktpads notwendig sind.In this case, the contact pads preferably consist of exposed or exposed conductor tracks of the circuit board, from which an insulation layer arranged over the conductor track has been removed. This reduces the number of components, since no additional components are required to create the contact pads.

Weiterhin erstrecken sich die Kontaktpads bevorzugt jeweils bis zu einem gemeinsamen Rand bzw. einer gemeinsamen Kante der Leiterplatte. Mit anderen Worten weist die Leiterplatte bevorzugt eine Kante auf, bis zu der sich sämtliche Kontaktpads der Vielzahl der Kontaktpads erstrecken. Diese Kante wird im Folgenden als Anschlusskante bzw. gemeinsame Anschlusskante der Leiterplatte bezeichnet. Entsprechend umfasst der Anschlussbereich bevorzugt einen auf der Kante mittig angeordneten Teilabschnitt der als Anschlusskante bezeichneten Kante der Leiterplatte oder die gesamte Anschlusskante.Furthermore, the contact pads preferably each extend as far as a common edge or a common edge of the circuit board. In other words, the circuit board preferably has an edge up to which all contact pads of the plurality of contact pads extend. This edge is referred to below as the connection edge or common connection edge of the circuit board. Correspondingly, the connection area preferably comprises a subsection of the edge of the printed circuit board referred to as the connection edge, which is arranged centrally on the edge, or the entire connection edge.

Die Leiterplatte des Drucksensors ist durch jede einzelne, bevorzugt durch mehrere dieser Maßnahmen, für die Platine-zu-Platine-Verbindung ausgebildet. Bei der Vielzahl von Kontaktpads handelt es sich bevorzugt um 2, 3, 4, 6 oder 8 Leiterbahnen.The circuit board of the pressure sensor is designed for the board-to-board connection by each individual, preferably by several of these measures. The multiplicity of contact pads is preferably 2, 3, 4, 6 or 8 conductor tracks.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Anschlusskante freitragend ausgestaltet, das heißt die Anschlusskante der Leiterplatte ist als freitragendes und/oder von dem Sensorgehäuse abgewandtes Ende ausgebildet. Dies begünstigt die Kontaktierung der Kontaktpads insbesondere bei einer Platine-zu-Platine-Verbindung.In a preferred embodiment, the connection edge is designed to be self-supporting, that is to say the connection edge of the circuit board is configured as a self-supporting and / or end facing away from the sensor housing. This favors the contacting of the contact pads, particularly in the case of a board-to-board connection.

Die Kontaktpads sind allgemein entweder auf genau einer Hauptfläche der Leiterplatte oder beidseitig angeordnet, insbesondere in dem freitragenden Bereich bzw. Anschlussbereich der Leiterplatte, und dann symmetrisch zur der Hauptebene der Leiterplatte oder relativ zu der Hauptebene versetzt zueinander, auf beiden Hauptflächen der Leiterplatte. Kontaktpads, die symmetrisch zur der Hauptebene der Leiterplatte auf beiden Hauptflächen angeordnet sind, bilden bevorzugt einen gemeinsamen elektrischen Kontakt.The contact pads are generally arranged either on exactly one main surface of the circuit board or on both sides, in particular in the self-supporting area or connection area of the circuit board, and then symmetrically to the main plane of the circuit board or offset relative to the main plane, on both main surfaces of the circuit board. Contact pads, which are arranged symmetrically to the main plane of the circuit board on both main surfaces, preferably form a common electrical contact.

Bevorzugt weisen die Kontaktpads bzw. der Bereich in dem die Leiterbahnen frei liegen jeweils eine Breite zwischen 0,1 und 5 mm und/oder eine Länge zwischen 1 und 50 mm, beispielsweise jeweils parallel bzw. senkrecht zu der Anschlusskante der Leiterplatte und vorzugsweise auf beiden Leiterplatte-Hauptflächen, auf. Die Breite der Kontaktpads beträgt beispielsweise 0,1, 0,2, 0,5, 1, 2 oder 5 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Die Länge der Kontaktpads beträgt beispielsweise 1, 2, 5, 10, 20 oder 50 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann.Preferably, the contact pads or the area in which the conductor tracks are exposed each have a width between 0.1 and 5 mm and / or a length between 1 and 50 mm, for example in each case parallel or perpendicular to the connection edge of the circuit board and preferably on both PCB main surfaces. The width of the contact pads is, for example, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2 or 5 mm, wherein each of the stated values can also be an upper or lower limit of the stated range. The length of the contact pads is, for example, 1, 2, 5, 10, 20 or 50 mm, wherein each of the values mentioned can also be an upper or lower limit of the mentioned range.

Bevorzugt umfasst das Sensorgehäuse des Drucksensors

- als mechanische Schnittstelle ein oder mehrere mechanische Haltemittel, wie Rastnasen, Rastösen, Verschraubungsmittel, etc. zum Einbringen und Halten des Drucksensors in einem externen Bauteil, insbesondere in einen Ventilblock, und/oder
- als pneumatische und gegebenenfalls auch mechanische Schnittstelle einen Anschlussstutzen, bevorzugt mit außenliegendem O-Ring und/oder einem oder mehreren mechanischen Haltemitteln.

The sensor housing preferably comprises the pressure sensor

- as a mechanical interface, one or more mechanical holding means, such as locking lugs, locking eyes, screwing means, etc. for introducing and holding the pressure sensor in an external component, in particular in a valve block, and / or
- As a pneumatic and possibly also a mechanical interface, a connection piece, preferably with an external O-ring and / or one or more mechanical holding means.

Der Drucksensor ist bevorzugt zum Einsatz in einem externen Bauteil, insbesondere in einem Ventilblock, vorgesehen. Das Sensorgehäuse weist entsprechend bevorzugt einen Teil oder sämtliche der dazu notwendigen, pneumatischen und mechanischen Schnittstellen auf. Beispielsweise weist das Sensorgehäuse als pneumatische Schnittstelle einen bevorzugt zylindrischen oder zylindersymmetrischen Anschlussstutzen mit einem oder mehreren außenliegenden, das heißt auf einer radialen und/oder axialen Außenfläche des Anschlussstutzens angeordneten O-Ringen auf. Der Anschlussstutzen ist entsprechend zum Positionieren des Drucksensors in einer korrespondierenden Aufnahme, beispielsweise zum Einstecken in eine Gegenbohrung des externen Bauteils bzw. des Ventilblocks ausgebildet. Als mechanische Schnittstelle weist das Sensorgehäuse Haltemittel, beispielsweise in Form von Hervorstehungen bzw. Vertiefungen, wie Rastnasen bzw. Rastösen und/oder Gewinde, Verschraubungsmittel, etc. auf, die mit korrespondierenden Haltemitteln des externen Bauteils bzw. des Ventilblocks zusammenwirken, um den Drucksensor an bzw. in dem externen Bauteil bzw. dem Ventilblock zu halten bzw. zu fixieren. Dabei können die mechanischen Haltemittel des Drucksensors bzw. dessen Sensorgehäuses vollständig oder teilweise auf dem Anschlussstutzen angeordnet sein.The pressure sensor is preferably provided for use in an external component, in particular in a valve block. The sensor housing accordingly preferably has some or all of the pneumatic and mechanical interfaces required for this. For example, the sensor housing has, as a pneumatic interface, a preferably cylindrical or cylinder-symmetrical connection piece with one or more external O-rings, that is to say arranged on a radial and / or axial outer surface of the connection piece. The connection piece is designed accordingly for positioning the pressure sensor in a corresponding receptacle, for example for insertion into a counterbore of the external component or of the valve block. As a mechanical interface, the sensor housing has holding means, for example in the form of protrusions or depressions, such as latching lugs or lugs and / or threads, screwing means, etc., which interact with corresponding holding means of the external component or of the valve block in order to position the pressure sensor or to hold or fix in the external component or the valve block. The mechanical holding means of the pressure sensor or its sensor housing can be arranged completely or partially on the connecting piece.

Bevorzugt weist der Drucksensor oder ein gegebenenfalls im Wesentlichen quaderförmiger Grundkörper des Drucksensors bzw. des Sensorgehäuses eine Länge, eine Breite und/oder eine Höhe über Alles zwischen 20 und 200 mm auf und/oder ist für einen Maximaldruck von 10 bis 200 bar ausgelegt. Die Länge, Breite und/oder Höhe beträgt beispielsweise 20, 30, 50, 100, 120, 150 oder 200 mm, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Dabei wird gegebenenfalls die Länge in Richtung einer Längsrichtung des Anschlussstutzens gemessen. Der Maximaldruck für den der Drucksensor ausgelegt ist beträgt beispielsweise 10, 20, 30, 50, 100, 150 oder 200 bar.The pressure sensor or an optionally essentially cuboid base body of the pressure sensor or the sensor housing preferably has a length, a width and / or a height over all between 20 and 200 mm and / or is designed for a maximum pressure of 10 to 200 bar. The length, width and / or height is, for example, 20, 30, 50, 100, 120, 150 or 200 mm, wherein each of the values mentioned can also be an upper or lower limit of the range mentioned. If necessary, the length is measured in the direction of a longitudinal direction of the connecting piece. The maximum pressure for which the pressure sensor is designed is, for example, 10, 20, 30, 50, 100, 150 or 200 bar.

Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin einen Ventilblock umfassend zumindest einen wie oben beschriebenen Drucksensor sowie eine Ventilblock-Leiterplatte, wobei die Leiterplatte des Drucksensors über eine Platine-zu-Platine-Verbindung mit der Ventilblock-Leiterplatte verbunden ist, über welche üblicherweise sowohl die elektrische als auch eine mechanische Kontaktierung zwischen Leiterplatte des Drucksensors und der Ventilblock-Leiterplatte geschaffen wird. Dabei wird der Drucksensor bevorzugt ausschließlich über die Platine-zu-Platine-Verbindung elektrisch kontaktiert.The present invention further provides a valve block comprising at least one pressure sensor as described above and a valve block circuit board, the circuit board of the pressure sensor being connected to the valve block circuit board via a board-to-board connection, via which both the electrical and the mechanical contact is created between the circuit board of the pressure sensor and the valve block circuit board. The pressure sensor is preferably only electrically contacted via the board-to-board connection.

Bevorzugt ist in dem Ventilblock die Leiterplatte des Drucksensors senkrecht zu der Ventilblock-Leiterplatte angeordnet, was die elektrische und mechanische Kontaktierung zwischen den Leiterplatten begünstigt.The circuit board of the pressure sensor is preferably arranged in the valve block perpendicular to the valve block circuit board, which promotes the electrical and mechanical contact between the circuit boards.

Zum Ausbilden der Platine-zu-Platine-Verbindung ist bevorzugt die Vielzahl von Kontaktpads jeweils mit der Ventilblock-Leiterplatte, insbesondere mit korrespondierenden freiliegenden Leiterbahnen und/oder Kontaktpads der Ventilblock-Leiterplatte, direkt und unmittelbar verlötet. Entsprechend umfasst bevorzugt auch die Ventilblock-Leiterplatte Kontaktpads, insbesondere eine korrespondierende bzw. identische Anzahl bzw. Vielzahl von Kontaktpads wie die Leiterplatte des Drucksensors. Weiterhin kann entsprechend die von den Kontaktpins her bekannte Löttechnik zum Bereitstellen des erfindungsgemäßen Ventilblocks weiter verwendet werden, so dass zwar Schritte des bislang bekannten Herstellungsprozesses entfallen, jedoch keine neuen hinzukommen, womit der Herstellungsprozesses entsprechend vereinfacht wird. Dabei wird der Drucksensor ausgehend von dem Ventilblock bevorzugt ausschließlich über die Vielzahl der Kontaktpads elektrisch kontaktiert.To form the board-to-board connection, the plurality of contact pads are preferably soldered directly and directly to the valve block circuit board, in particular to corresponding exposed conductor tracks and / or contact pads of the valve block circuit board. Accordingly, the valve block circuit board preferably also comprises contact pads, in particular a corresponding or identical number or multiplicity of contact pads as the circuit board of the pressure sensor. Furthermore, the soldering technique known from the contact pins can continue to be used to provide the valve block according to the invention, so that although steps of the previously known manufacturing process are omitted, no new ones are added, which simplifies the manufacturing process accordingly. In this case, electrical contact is made with the pressure sensor, starting from the valve block, preferably exclusively via the multiplicity of contact pads.

Weiterhin weist die Ventilblock-Leiterplatte bevorzugt einen Schlitz auf, in dem die Leiterplatte des Drucksensors, insbesondere im Bereich der Anschlusskante, bzw. die Anschlusskante der Leiterplatte des Drucksensors positioniert ist. Der Schlitz ist im einfachsten Fall ein durchgehender Schlitz, das heißt eine durchgehende bzw. die beiden Hauptflächen verbindende Ausnehmung in der Ventilblock-Leiterplatte. Weiterhin ist der Schlitz bevorzugt ein gerader Schlitz mit einer rechteckigen Umrandung, die geschlossen oder offen ist, das heißt sich im letzteren Fall bis zu einem Rand der Ventilblock-Leiterplatte erstreckt. Der Schlitz weist eine Breite auf, die bevorzugt der Dicke der Leiterplatte des Drucksensors entspricht und/oder zwischen 1 und 5 mm liegt, beispielsweise 1, 2, 3, 4 oder 5 mm beträgt, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann. Der Schlitz weist eine Länge auf, die bevorzugt der Länge der Anschlusskante der Leiterplatte des Drucksensors entspricht und/oder zwischen 10 und 50 mm liegt, beispielsweise 10, 20, 30, 40 oder 50 mm beträgt, wobei jeder der genannten Werte auch eine Ober- oder Untergrenze des genannten Bereichs sein kann.Furthermore, the valve block circuit board preferably has a slot in which the circuit board of the pressure sensor, in particular in the area of the connection edge, or the connection edge of the circuit board of the pressure sensor is positioned. In the simplest case, the slot is a continuous slot, that is to say a continuous recess in the valve block circuit board that connects the two main surfaces. Furthermore, the slot is preferably a straight slot with a rectangular border that is closed or open, that is, in the latter case, extends as far as an edge of the valve block circuit board. The slot has a width which preferably corresponds to the thickness of the printed circuit board of the pressure sensor and / or is between 1 and 5 mm, for example 1, 2, 3, 4 or 5 mm, each of the values mentioned also can be an upper or lower limit of the stated range. The slot has a length which preferably corresponds to the length of the connection edge of the printed circuit board of the pressure sensor and / or is between 10 and 50 mm, for example 10, 20, 30, 40 or 50 mm, each of the values mentioned also including an upper or the lower limit of the stated range.

Alternativ kann zum Ausbilden der Platine-zu-Platine-Verbindung die Vielzahl von Kontaktpads jeweils über Steckverbindungen mit der Ventilblock-Leiterplatte elektrisch und mechanisch verbunden sein. Dazu ist beispielsweise ein zur kontaktierenden Aufnahme des Anschlussbereichs bzw. der Anschlusskante der Leiterplatte der Drucksensor geeigneter Stecker auf der Ventilblock-Leiterplatte angeordnet, der bevorzugt auf der Ventilblock-Leiterplatte angelötet ist.Alternatively, to form the board-to-board connection, the multiplicity of contact pads can each be electrically and mechanically connected to the valve block circuit board via plug connections. For this purpose, for example, a plug suitable for receiving the connection area or the connection edge of the circuit board of the pressure sensor is arranged on the valve block circuit board, which is preferably soldered to the valve block circuit board.

Üblicherweise wird der der Ventilblock - nach dem Einbringen und Positionieren des Drucksensors und der Ventilblock-Leiterplatte in dem Ventilblock und dem Kontaktieren der Ventilblock-Leiterplatte - vergossen bzw. umspritzt, so dass bevorzugt der Drucksensor und die Ventilblock-Leiterplatte vollständig eingegossen bzw. umspritzt sind. Dadurch sind zumindest der Drucksensor und die Ventilblock-Leiterplatte vor Umwelteinflüssen geschützt, insbesondere spritzdicht oder wasserdicht, und elektrisch isoliert.Usually, after the pressure sensor and the valve block circuit board have been inserted and positioned in the valve block and the valve block circuit board has been contacted, the valve block is encapsulated or encapsulated, so that the pressure sensor and the valve block circuit board are preferably completely encapsulated or encapsulated . As a result, at least the pressure sensor and the valve block circuit board are protected from environmental influences, in particular splash-proof or watertight, and electrically insulated.

Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein Luftfederungssystem, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen wie oben beschriebenen Ventilblock und/oder einen wie oben beschriebenen Drucksensor.The present invention further provides an air suspension system, in particular for a motor vehicle, comprising a valve block as described above and / or a pressure sensor as described above.

Der erfindungsgemäße Drucksensor erlaubt eine einfache und kostengünstige Herstellung und Anordnung des Drucksensors, insbesondere in Ventilblöcken von Kraftfahrzeug-Luftfederungssystemen. Einerseits wird der Bauteilaufwand und die Anzahl von Herstellungsschritten zur Bereitstellung des erfindungsgemäßen Drucksensors gegenüber bekannten Lösungen verringert. Andererseits kann der erfindungsgemäße Drucksensor aufwandsarm im Ventilblock befestigt elektrisch kontaktiert werden.The pressure sensor according to the invention allows the pressure sensor to be produced and arranged in a simple and inexpensive manner, in particular in valve blocks of motor vehicle air suspension systems. On the one hand, the component cost and the number of manufacturing steps for providing the pressure sensor according to the invention are reduced compared to known solutions. On the other hand, the pressure sensor according to the invention can be electrically contacted with little effort attached in the valve block.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand des in den begleitenden Figuren erläuterten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar, die die Erfindung in keiner Weise einschränkt. Die gezeigten Figuren sind schematische Darstellungen, die die realen Proportionen nicht notwendigerweise widerspiegeln, sondern einer verbesserten Anschaulichkeit des Ausführungsbeispiels dienen. Im Einzelnen zeigen die Figuren:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drucksensors 1,
2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ventilblocks 10 ohne Ventilblock-Leiterplatte 13,
3 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ventilblocks 10 mit Ventilblock-Leiterplatte 13,
4 eine perspektivische Ansicht eines Drucksensors 1' gemäß dem Stand der Technik.

Further advantages of the invention are described below with reference to the exemplary embodiment explained in the accompanying figures. The exemplary embodiment represents a preferred embodiment which in no way restricts the invention. The figures shown are schematic representations which do not necessarily reflect the real proportions, but rather serve to improve the clarity of the exemplary embodiment. The figures show in detail:

1 a perspective view of a pressure sensor according to the invention 1 ,
2 a perspective view of a valve block according to the invention 10 without valve block circuit board 13th ,
3 a perspective view of a valve block according to the invention 10 with valve block circuit board 13th ,
4th a perspective view of a pressure sensor 1' according to the state of the art.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Drucksensors 1 mit einem Sensorgehäuse 2, welches in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einen quaderförmigen Grundkörper 2a sowie einen zylindrischen Anschlussstutzen 2b umfasst. Der Drucksensor 1 umfasst weiterhin eine auf der Außenseite des Drucksensors 2 bzw. des quaderförmigen Grundkörpers 2a angeordnete Leiterplatte 3 mit drei Kontaktpads 4, die in einem freitragenden Bereich der Leiterplatte 3 angeordnet sind und dort den Anschlussbereich 5 ausbilden. Dabei erstrecken sich die Kontaktpads 4 bis zu einer Kante der Leiterplatte 3, die entsprechend als Anschlusskante 6 bezeichnet wird. 1 shows a perspective view of a pressure sensor according to the invention 1 with a sensor housing 2 , which in the present embodiment has a cuboid base body 2a as well as a cylindrical connection piece 2 B includes. The pressure sensor 1 further comprises one on the outside of the pressure sensor 2 or the cuboid base body 2a arranged circuit board 3 with three contact pads 4th that are in a cantilevered area of the circuit board 3 are arranged and there the connection area 5 form. The contact pads extend in the process 4th up to one edge of the circuit board 3 correspondingly as the connecting edge 6th referred to as.

In dem Sensorgehäuse 2, insbesondere dem quaderförmigen Grundkörper 2a ist eine Druckfühl-Messzelle angeordnet, die in 1 verdeckt ist, die pneumatisch mit einer vorderen axialen Öffnung in dem Anschlussstutzen 2b verbunden ist und die über Bondverbindungen mit der Leiterplatte 3 elektrisch verbunden ist. Dabei werden in dem vorliegenden Beispiel die elektrischen Verbindungen zwischen der Leiterplatte 3 und der Druckfühl-Messzelle sowie gegebenenfalls weiteren elektrischen Bauteilen des Drucksensors durch eine auf der Leiterplatte 3 angeordneten Vergussschutzkappe 3' bei einem nachfolgenden Umgießen bzw. Einspritzen des in beispielsweise einem Ventilblock 10 eingesetzten Drucksensors 1 geschützt. Auf dem zylindrischen Anschlussstutzen 2b ist weiterhin zur pneumatischen Abdichtung ein außenliegender O-Ring 2c angeordnet.In the sensor housing 2 , especially the cuboid body 2a a pressure sensing measuring cell is arranged, which in 1 is covered, the pneumatic with a front axial opening in the connecting piece 2 B is connected and which is connected to the circuit board via bond connections 3 is electrically connected. In this example, the electrical connections between the circuit board 3 and the pressure sensing measuring cell and possibly other electrical components of the pressure sensor by one on the circuit board 3 arranged potting protection cap 3 ' in a subsequent encapsulation or injection of the in, for example, a valve block 10 used pressure sensor 1 protected. On the cylindrical connection piece 2 B is also an external O-ring for pneumatic sealing 2c arranged.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ventilblocks 10 mit einem Ventilblock-Anschlussstecker 11 und einem darin eingesetzten Drucksensor 1. In der Ansicht von 2 ist dabei die Ventilblock-Leiterplatte 12 noch nicht montiert. 3 entspricht 2 mit montierter Ventilblock-Leiterplatte 12. An der Stelle, an welcher die Anschlusskante 6 der Leiterplatte 3 des Drucksensors 1 zu liegen kommt, ist in der Ventilblock-Leiterplatte 12 ein gerader Schlitz 13 vorgesehen, welcher entsprechend die Anschlusskante 6 der Leiterplatte 3 aufnimmt. In 3 sind dabei die Kontaktpads 4 der Leiterplatte 3 des Drucksensors 1 noch nicht mit der Ventilblock-Leiterplatte 11 bzw. deren Kontaktpins verbunden, beispielsweise verlötet. Wie aus der 3 ersichtlich, stellt die Ventilblock-Leiterplatte 12 eine elektrische Verbindung zwischen dem Ventilblock-Anschlussstecker 11 und den verschiedenen Bauteilen des Ventilblocks 10, insbesondere den Magnetventilen 14 und dem Drucksensor 1, her. In einer nicht dargestellten Ausführung ist anstelle von Schlitz 13 und dem Verlöten der Leiterplatten 3 und 12 eine auf der Ventilblock-Leiterplatte 12 angeordnete Steckeranordnung vorgesehen, in welche die Anschlusskante 6 des Drucksensors 1 zum Herstellen einer elektrischen und mechanischen Verbindung eingesteckt wird. Nachfolgend wird der Ventilblock 10 vorliegend teilweise vergossen oder umspritzt, so dass die Ventilblock-Leiterplatte 12 und der Drucksensor 1 vollständig umspritzt bzw. vergossen sind. 2 Figure 3 shows a perspective view of a valve block 10 with a valve block connector 11 and a pressure sensor inserted therein 1 . In the view of 2 is the valve block circuit board 12th not yet assembled. 3 corresponds to 2 with assembled valve block circuit board 12th . At the point where the connection edge 6th the circuit board 3 of the pressure sensor 1 comes to rest is in the valve block circuit board 12th a straight slot 13th provided which corresponds to the connection edge 6th the circuit board 3 records. In 3 are the contact pads 4th the circuit board 3 of the pressure sensor 1 not yet with the valve block circuit board 11 or their contact pins connected, for example soldered. As from the 3 can be seen, represents the valve block circuit board 12th an electrical connection between the valve block connector plug 11 and the various components of the valve block 10 , especially the solenoid valves 14th and the pressure sensor 1 , here. In an embodiment not shown, instead of a slot 13th and soldering the circuit boards 3 and 12th one on the valve block circuit board 12th arranged connector arrangement is provided, in which the connection edge 6th of the pressure sensor 1 is plugged in to establish an electrical and mechanical connection. The following is the valve block 10 in the present case partially encapsulated or encapsulated, so that the valve block circuit board 12th and the pressure sensor 1 are completely encapsulated or encapsulated.

In 4 ist eine perspektivische Ansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Drucksensors 1' dargestellt. Dieser umfasst wiederum ein Sensorgehäuse 2' mit einem Grundkörper 2a' und einem Anschlussstutzen 2b' mit O-Ring 2c', die im Wesentlichen wie in dem erfindungsgemäßen Drucksensor 1 ausgebildet sein können. Weiterhin umfasst das Sensorgehäuse 2' des bekannte Drucksensors der 4 einen Deckel 2d' und Kontaktpins 7', die aus dem Sensorgehäuse 2' bzw. dem Deckel 2d' in bekannter Art und Weise hervorstehen und zum Verlöten mit einer Leiterplatte vorgesehen sind.In 4th Fig. 3 is a perspective view of a prior art pressure sensor 1' shown. This in turn includes a sensor housing 2 ' with a base body 2a ' and a connection piece 2 B' with O-ring 2c ' which is essentially as in the pressure sensor according to the invention 1 can be formed. The sensor housing also includes 2 ' the well-known pressure sensor of 4th a lid 2d ' and contact pins 7 ' coming out of the sensor housing 2 ' or the lid 2d ' protrude in a known manner and are intended for soldering to a circuit board.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1, 1'1, 1 ': DrucksensorPressure sensor
2, 2'2, 2 ': SensorgehäuseSensor housing
2a, 2a'2a, 2a ': GrundkörperBase body
2b, 2b'2b, 2b ': AnschlussstutzenConnection piece
2c, 2c'2c, 2c ': O-RingO-ring
2d'2d ': Deckelcover
33: LeiterplatteCircuit board
3'3 ': VergussschutzkappePotting protection cap
44th: KontaktpadContact pad
55: AnschlussbereichConnection area
66th: AnschlusskanteConnecting edge
7'7 ': Kontakt- bzw. AnschlusspinContact or connection pin
1010: VentilblockValve block
1111: Ventilblock-AnschlusssteckerValve block connector
1212th: Ventilblock-LeiterplatteValve block circuit board
1313th: Schlitzslot
1414th: MagnetventileSolenoid valves

Claims

Pressure sensor (1) comprising a sensor housing (2) and a circuit board (3) which is preferably arranged on the sensor housing and has a plurality of contact pads (4) for external contacting of the circuit board.

Pressure sensor (1) Claim 1 , characterized in that - the circuit board (3) or the plurality of contact pads (4) is set up for a board-to-board connection, and / or - the contact pads are formed by exposed conductor tracks, and / or - the Contact pads each extend up to a connection edge (6) of the circuit board.

Pressure sensor (1) Claim 2 , characterized in that the connecting edge (6) is designed to be self-supporting.

Pressure sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact pads (4) - are each constructed identically and / or rectangular, and / or - are arranged on exactly one main surface of the circuit board (3) or on both sides, and / or - have a width between 0.1 and 5 mm and / or a length between 1 and 50 mm.

Pressure sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor housing (2) - one or more retaining means, such as locking lugs, locking eyes, screwing means, etc. for introducing the pressure sensor into an external component, in particular into a valve block (10) , and / or - has a connecting piece (2b) with preferably an external O-ring (2c).

Pressure sensor (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - the pressure sensor, the sensor housing (2) and / or an essentially cuboid base body (2a) of the sensor housing has a length, a width and / or a height between 20 and 200 mm and / or - the pressure sensor is designed for a maximum pressure between 10 and 200 bar.

Valve block (10) comprising - a pressure sensor (1) according to one of the preceding claims, and - a valve block circuit board (12), wherein the circuit board (3) of the pressure sensor is connected to the valve block circuit board via a board-to-board connection is and where preferably the circuit board of the Pressure sensor is arranged perpendicular to the valve block circuit board.

Valve block (10) Claim 7 , characterized in that - the contact pads (4) of the plurality of contact pads are each soldered to the valve block circuit board (12), in particular with corresponding conductor tracks and / or contact pads of the valve block circuit board, and / or - the valve block circuit board is one Has slot (13) in which the circuit board (3) of the pressure sensor (1) or the connecting edge (6) is positioned.

Valve block (10) Claim 7 , characterized in that the contact pads (4) of the plurality of contact pads or the circuit board (3) of the pressure sensor (1) are each electrically and / or mechanically connected to the valve block circuit board (12) via one or more plug connections.

Valve block (10) after one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the valve block circuit board (12) and the pressure sensor (1) are completely encapsulated or overmolded.

Air suspension system, in particular for a motor vehicle, comprising - a valve block (10) according to one of the Claims 7 to 10 and / or - a pressure sensor (1) according to one of the Claims 1 to 6th .