DE10212784A1

DE10212784A1 - Anordnung zur mechanischen Anbindung eines Sensors an einen Stromleiter in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10212784A1
Application number: DE2002112784
Authority: DE
Inventors: Ulrich Stich; Joachim Olk
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-10-02

Abstract

Beschrieben wird eine Anordnung zur mechanischen Anbindung eines Sensors an einen Stromleiter in einem Kraftfahrzeug, mit einem Sensor und einer vom Sensor getrennt angeordneten starren Elektronikleiterplatte zur Verarbeitung der Sensorsignale, wobei der Sensor als SMD-Bauteil ausgeführt und auf einer flexiblen Leiterplatte befestigt ist, wobei der Sensor mittels der flexiblen Leiterplatte mit der starren Elektronikleiterplatte verbunden ist und wobei der Sensor oder der den Sensor tragende Abschnitt der flexiblen Leiterplatte an dem Stromleiter mechanisch befestigt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur mechanischen Anbindung eines Sensors an einen Stromleiter in einem Kraftfahrzeug, mit einem Sensor und einer vom Sensor getrennt angeordneten starren Elektronikleiterplatte zur Verarbeitung der Sensorsignale.
Zum Messen von magnetischen Feldern eines stromdurchflossenen Leiters oder auch zum Messen von Temperaturen an festen Materialien ist es erforderlich, einen geeigneten Sensor möglichst nah, lagestabil und kräftefrei am Meßort zu plazieren.
Darüber hinaus kommt es vor, daß der Meßort, speziell innerhalb eines sehr kompakt aufgebauten Gerätes, schwer zugänglich ist.
Befinden sich der Meßort und die Elektronik für die Signalauswertung, welche in der Regel auf einer Leiterplatte untergebracht ist, an unterschiedlichen räumlichen Positionen (z. B. auch innerhalb eines elektronischen Gerätes), so ist eine Übertragung der Sensor-Ausgangssignale oder eines vorverarbeiteten Sensorsignales zur Auswerteelektronik erforderlich.

Ist der Sensor (speziell ein bedrahteter Sensor) einerseits mit seinem Gehäuse am Meßort fixiert, andererseits mit seinen elektrischen Anschlüssen mit einer Elektronikleiterplatte verbunden, so können sich mechanische Kräfte vom Meßort über die Sensoranschlüsse auf die Lötstellen der Leiterplatte übertragen. Diese mechanischen Kräfte entstehen z. B. durch die Wirkung der unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten der Materialien, aufgrund ihrer unterschiedlichen Größe oder Form oder aufgrund von mechanischen Schwingungen, wie sie insbesondere in Kraftfahrzeugen oder motorbetriebenen Aggregaten entstehen.

Bedingt durch Positionsveränderungen, Torsion oder Lageschwankungen werden sowohl die Sensoranschlüsse als auch die Lötstellen mechanisch belastet, was zu einer Reduzierung der Lebensdauer des Sensors, der Lötstellen und somit des gesamten Gerätes führen kann.

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Anordnung zur mechanischen Anbindung eines Sensors an einen Stromleiter speziell für die in einem Kraftfahrzeug herrschenden Bedingungen zu schaffen, bei der der Sensor auf einfache und kostengünstige Weise möglichst nah, lagestabil und kräftefrei am Meßort plaziert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sensor vorzugsweise als SMD-Bauteil ausgeführt und auf einer flexiblen Leiterplatte befestigt ist, daß der Sensor mittels der flexiblen Leiterplatte mit der starren Elektronikleiterplatte verbunden ist, und daß der Sensor oder der den Sensor tragende Abschnitt der flexiblen Leiterplatte an dem Stromleiter mechanisch befestigt ist. Die flexible Leiterplatte wird dabei zum Bindeglied zwischen diesen der Elektronikleiterplatte und der Sensorposition.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine allgemeine Darstellung der Anordnung,
Fig. 2 die flexible Leiterplatte mit Sensor und vier Zentrierbohrungen,
Fig. 3 eine direkte Verbindung von flexibler und starrer Leiterplatte,
Fig. 4 eine Verbindung von flexibler und starrer Leiterplatte über eine Steckverbindung,
Fig. 5 eine flexible Leiterplatte mit zwei Sensoren, mechanischer Entkopplung und Zentrierbohrungen.
Der in der Fig. 1 dargestellte Aufbau zeigt, wie sich sowohl die mechanische Entlastung von Sensor und Lötstellen als auch die Plazierung möglichst nahe am Meßort realisieren läßt.
Innerhalb eines Gehäuses für ein elektronisches oder elektromechanisches Gerät ist ein Stromleiter montiert, dessen Strom oder Temperatur erfaßt werden soll.
Eine flexible Leiterplatte, bestückt mit einem Strom- oder mit einem Temperatursensor in SMD-Technik ist direkt über eine Klammer oder Feder oder mittels geeigneter Klebetechnik auf dem Stromleiter befestigt.
Zentrierbohrungen in der flexiblen Leiterplatte und entsprechende Zapfen am Stromleiter erleichtern die Montage und gewährleisten eine Fixierung, während der Kleber aushärtet. Die Fig. 2 zeigt eine dementsprechend ausgebildete flexible Leiterplatte mit vier Zentrierbohrungen.
Das andere Ende der flexiblen Leiterplatte ist mit einer Elektronikleiterplatte verbunden, welche z. B. die Signalverarbeitung übernehmen kann. Die elektrische Verbindung kann als direkte Verbindung (dargestellt in der Fig. 3) z. B. über ein Heißbügellötverfahren hergestellt sein oder, wie in der Fig. 4 gezeigt, auch über eine Steckverbindung erfolgen.
Aufbauend auf dem Prinzip, einen Sensor auf eine flexible Leiterplatte zu montieren und in dieser Form an den Meßort zu bringen, ist erweiterbar:
So können z. B. zwei oder mehr Sensoren nebeneinander befestigt werden, wenn etwa unterschiedliche physikalische Größen an demselben Meßort erfaßt werden sollen (z. B. elektrischer Strom und Temperatur). In diesem Fall kann eine Anordnung wie in Fig. 5 dargestellt gewählt werden. Ein geschlitzter Bereich zwischen beiden Sensoren sorgt für eine mechanische Entkopplung zwischen den beiden Bauelementen.

Claims

1. Anordnung zur mechanischen Anbindung eines Sensors an einen Stromleiter in einem Kraftfahrzeug, mit einem Sensor und einer vom Sensor getrennt angeordneten starren Elektronikleiterplatte zur Verarbeitung der Sensorsignale,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sensor als SMD-Bauteil ausgeführt und auf einer flexiblen oder starr-flexiblen Leiterplatte befestigt ist,
daß der Sensor mittels der flexiblen Leiterplatte der des flexiblen Anteils der starr-flexiblen Leiterplatte mit der starren Elektronikleiterplatte verbunden ist und
daß der Sensor oder der den Sensor tragende Abschnitt der flexiblen oder starr-flexiblen Leiterplatte an dem Stromleiter befestigt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte Zentrierbohrungen aufweist, welche mit Zapfen der Elektronikleiterplatte verbunden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte mittels eines Lötverfahrens mit der Elektronikleiterplatte verbunden ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte mittels eines Steckverbinders mit der Elektronikleiterplatte verbunden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Leiterplatte mehrere Sensoren trägt, zwischen denen in der flexiblen Leiterplatte eine schlitzförmige Ausnehmung eingebracht ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein als Magnetfeldsensor ausgeführter Stromsensor ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Temperatursensor ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor oder der den Sensor tragende Abschnitt der flexiblen Leiterplatte am Stromleiter mittels einer Klammer oder einer Feder befestigt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor oder der den Sensor tragende Abschnitt der flexiblen Leiterplatte am Stromleiter angeklebt ist.