DE10354189A1

DE10354189A1 - Drucksensorbaugruppe

Info

Publication number: DE10354189A1
Application number: DE10354189A
Authority: DE
Inventors: Erhard Beck; Karlheinz Haupt; Rüdiger BRIESEWITZ
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2004-11-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Drucksensorbaugruppe, mit einem Druckrohr (1, 2), das auf der von der Druckmessöffnung (13) abgewandten Stirnseite ein geschlossenes Rohrende aufweist, an dessen Außenseite das Messelement (10) angeordnet ist, wobei das Druckrohr (1, 2) und das Messelement (10) von einem Gehäuse (4) überragt sind, dessen die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile (7, 8, 9, 11) aufnehmender Hohlraum (12) von einem Kontaktträger (5) dicht verschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Drucksensorbaugruppe, insbesondere für eine Fahrzeugbremsanlage, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 195 14 383 A1 ist bereits eine Drucksensorbaugruppe für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage der eingangs genannten Art bekannt. Die Drucksensorbaugruppe nimmt in ihrem Gehäuse die für das Messelement erforderlichen elektronischen Bauteile auf, die über eine aufwendige Steckverbindung mit einem elektronischen Regler verbunden sind. Zwischen der Steckverbindung und dem elektronischen Regler ist eine Dichtung erforderlich, um ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den freiliegenden, die elektronischen Bauteile aufweisenden Bereich der Steckverbindung zu verhindern. Um den unmittelbar auf das Messelement wirksamen Messdruck im Gehäuse widerstehen zu können, befindet sich auf der vom Messdruck abgekehrten Seite des Messelements eine steife Stützplatte, die durch einen Bördel am Gehäuse fixiert ist. Eine zwischen dem Messelement und dem Gehäuse eingelegte Ringdichtung sorgt für die erforderliche Dichtheit des Drucksensors.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drucksensorbaugruppe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine möglichst kompakte, einfache Konstruktion geschaffen wird, die den vorbeschriebenen Aufwand zur Befestigung und Abdichtung des Messelements und der e lektrischen Bauteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Drucksensoranordnung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigen:
1 eine Gesamtansicht einer Drucksensorbaugruppe in geschnittener Seitenansicht mit einem Gehäuse in Schweißverbindung mit dem Messelementträger,
2 eine Gesamtansicht einer Drucksensorbaugruppe in geschnittener Seitenansicht mit einem Gehäuse in Verstemmverbindung mit dem Messelementträger,
3 eine Draufsicht auf die Kontaktplatte der Drucksensorbaugruppe nach 1, 2.
Die 1 und 2 zeigen jeweils in vergrößerter Darstellung eine Drucksensorbaugruppe, die insbesondere zur Drucküberwachung in einer Fahrzeugbremsanlage geeignet ist, bestehend aus einem dreiteiligen rohr- bzw. hülsenförmigen Drucksensorgehäuse, in dem beispielhaft ein piezoelektrisches oder mit Dehnmessstreifen ausgestattetes Messelement 10 an der Oberfläche eines rohrförmigen Messelementträgers 3 angeordnet ist, der ein Bestandteil des Drucksensorgehäuses ist. Zur Erfassung des hydraulischen und/oder pneumatischen Drucks in einer blockförmigen, einen Kanal aufweisenden Bremsdruckregelvorrichtung 14 mündet als Sackbohrung eine Druckmessöffnung 13 in den Messelementträger 3 ein, der automatengerecht mittels einer Selbstverstemmung in der Vorrichtung 14 druckmitteldicht befestigt ist. Die Sackbohrung erstreckt sich bis in den dünnwandigen Stirnflächenbereich des Messelementträgers 3, dessen Außenseite die Auflagefläche für das Messelement 10 bildet, um zwecks Ausnutzung des im vorliegenden Beispiels angewandten Messeffekts das mechanische Verformungsverhalten unter fluidischer Druckbeanspruchung an der Stirnfläche des Messelementträgers 3 zu erfassen.
Für die Erfindung ist hierbei von Bedeutung, dass der als zweiteiliges Druckrohr 1, 2 gestaltete Messelementträger 3 auf der von der Druckmessöffnung 13 abgewandten Stirnseite ein geschlossenes, unter Druckbeanspruchung elastisch gut verformbares Rohrende aufweist, an dessen Außenseite zur Erfassung der druckabhängigen Verformung das Messelement 10 angeordnet ist. Das obere Druckrohr 2 und das Messelement 10 sind von einem Gehäuse 4 überragt, dessen die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile 7, 8, 9, 11 aufnehmender Hohlraum 12 von einem Kontaktträger 5 dicht verschlossen ist.
Das Gehäuse 4 ist gemäß der 1 als hülsenförmiges Tiefziehteil ausgeführt, das im Überdeckungsbereich mittels einer Schweiß-, oder Verstemmverbindung am zweiten Druckrohr 2 befestigt ist. Alternativ zur Schweißverbindung eignet sich ebenso eine Löt- oder auch Klebeverbindung.
Abweichend hiervon zeigt die 2 das Gehäuse 4 als dickwandiges Drehteil ausgeführt, das mittels einer Selbstverstemmung mit seinem unteren Rohrende am Außenumfang des zweiten Druckrohrs 2 befestigt ist. Das zweite Druckrohr 2 weist hierzu an seinem Umfang einen Bund 15 und eine oberhalb dazu gelegene Ringnut 16 auf, in die das weichere Material des Gehäuses 4 plastisch verdrängt ausweicht, sobald das Gehäuse 4 gegen den Bund gepresst wird.
Losgelöst zu den hiermit aufgezeigten Unterschieden der in den 1, 2 gezeigten Gehäusen 4 werden nunmehr die baulichen Gemeinsamkeiten der in den 1, 2 gezeigten Baugruppen herausgestellt.
Durch die Zweiteiligkeit des Messelementträgers 3 ist es möglich, beide Druckrohre 1, 2 aus unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen, so dass das untere erste Druckrohr 1 aus einem Werkstoff besteht, der besonders gute Eigenschaften zur Selbstverstemmung in der Bremsdruckregelvorrichtung 14 aufweist, während das auf das erste Druckrohr 1 aufgesetzte zweite Druckrohr 2 aus einem Werkstoff besteht, der entsprechend gute elastische Verformungseigenschaften zum Zwecke der Druckerfassung gewährleistet. Gleichfalls haben beide Druckrohre 1, 2 hinreichend gute Schweißeigenschaften, um nach dem Zusammenfügen eine dauerhafte Verbindung zu gewährleisten. Anstelle der vorgeschlagenen stoffschlüssigen Verbindungstechnik durch Schweißen oder auch Löten kann bei Wunsch oder Bedarf auch eine kraftschlüssige Verbindungsform gewählt werden.
An dem zweiten Druckrohr 2 ist das die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile 7, 8, 9, 11 aufweisende Gehäuse 4 angebracht, dessen vom zweiten Druckrohr 2 abgewandte Öffnung einen Kontaktträger 5 aufnimmt. An der vom zweiten Druckrohr 2 abgewandten Stirnfläche des Kontaktträgers 5 sind mehrere Kontaktplatten 6 angeordnet, die über die im Kontaktträger 5 eingebetteten elektrische Leiter 7 mit einer unterhalb des Kontaktträgers 5 angeordneten Platine 8 verbunden sind. Die Platine 8 nimmt zumindest Teile einer Drucksensorelektronik 11 auf, die über flexible elektrische Leiter 9 mit den am zweiten Druckrohr 2 angebrachten Messelementen 10 elektrisch verbunden ist.
Die Platine 8 ist zweiteilig aufgebaut, mit einem ersten Platinenteil 8a, das mittig eine Öffnung zur Hindurchführung der flexiblen elektrischen Leiter 9 und zur Hindurchführung des zweiten Druckrohrs 2 aufweist. Das zweite Platinenteil 8b nimmt zumindest Teile einer Auswerteschaltung der Drucksensorelektronik 11 auf.
Eine besonders kompakte Platinenbauweise ergibt sich dadurch, dass das erste Platinenteil 8a als Ringplatine gestaltet ist, auf der das kappenförmige zweite Platinenteil 8b aufgesetzt ist. Durch die gewählte zweckmäßige Konstruktion verbleibt zwischen den beiden Platinenteilen 8a, 8b ein hinreichend großer Hohlraum 12 zur Aufnahme der flexiblen Leiter 9 und der für die Auswerteschaltung der Drucksensorelektronik 11 erforderlichen Mikroprozessoren.
Auf dem kappenförmigen zweiten Platinenteil 8b ruht der Kon taktträger 5, der vorzugsweise aus einem Kunststoff besteht, in dem die Kontaktplatten 6 und mehrere elektrische Leiter 7 als Einlege- oder Einspritzteile eingebettet sind. Die Kontaktplatten 6 bestehen aus vorzugsweise im Stanzverfahren hergestelltem Dünnblech.
Zur Herstellung einer dichten Verbindung überdeckt das Gehäuse 4 mit seinem einen Ende das zweite Druckrohr 2 abschnittsweise. Das vom Druckrohr 2 abgewandte Ende ist bis zum Abschluss der Montage der elektrischen und elektronischen Bauteile offen. Zu diesen Bauteilen gehören das ringförmige Platinenteil 8a, das zuerst von oben in das Gehäuse 4 eingefügt ist. Dieses Platinenteil 8a kommt an einer Stufe des Gehäuses 4 zum anliegen, die sich etwas unterhalb des Messelements 10 befindet. Danach werden die elektrischen Leiter 9 des Messelements 10 zunächst mit dem ringförmigen Platineteil 8a und der am topfförmigen Platinenteil 8b angeordneten Drucksensorelektronik 11 verbunden. Hiernach stützt sich das topfförmige Platinenteil 8b auf dem ringförmigen Platinenteil 8a ab, so dass zwischen beiden Platinenteilen 8a,b der für die Aufnahme der elektrischen und elektronischen Bauteile erforderliche Hohlraum 12 verbleibt. Schließlich wird der scheibenförmige Kontaktträger 5 auf das topfförmige Platinenteil 8b aufgesetzt, dessen im Kontaktträger dicht eingebetteten elektrische Leiter 7 die elektrische Verbindung zwischen der Drucksensorelektronik 11 und der über die Kontaktplatten 6 herzustellenden externen Signalübertragung gewährleisten.
Die 3 verdeutlicht hierzu die im Kontaktträger 5 um einen scheibenförmigen, mittig gelegene Kontaktplatte 6 her um angeordneten, nierenförmig ausgeführten Kontaktplatten 6, die mit dem Kontaktträger 5 eine dichte Verbindung bilden. Zwischen dem Kontaktträger 5 und dem Gehäuse 4 besteht gleichfalls eine für Schmutz- und Feuchtigkeit undurchlässige Verbindung, die beispielsweise durch eine Press- und/oder Klebeverbindung zustande kommt. Der Kontaktträger 5 übernimmt somit die Funktion eines Dichtstopfens.
Gewissermaßen übernimmt auch das erste Druckrohr 1 die Funktion eines Dichtstopfens, indem es nämlich mit seinem im Durchmesser verjüngt abgestuften Rohrzapfen in die als Stufenbohrung im Durchmesser an den Rohrzapfen angepasste Druckmittelöffnung 13 eingepresst ist, wodurch das weichere Material der Bremsdruckregelvorrichtung 14 in eine weitere Ringnut 16 am Rohrzapfen abdichtend verdrängt ist.

1: Erstes Druckrohr
2: Zweites Druckrohr
3: Messelementträger
4: Gehäuse
5: Kontaktträger
6: Kontaktplatte
7: Leiter
8: Platine
9: Leiter
10: Messelement
11: Drucksensorelektronik
12: Hohlraum
13: Druckmessöffnung
14: Bremsdruckregelvorrichtung
15: Bund
16: Ringnut

Claims

Drucksensorbaugruppe, insbesondere für eine Fahrzeugbremsanlage, bestehend aus einem Drucksensorgehäuse, in dem ein Messelement an einem Messelementträger und mehrere elektrische und/oder elektronische Bauteile angeordnet sind, mit einer in den Messelementträger einmündenden Druckmessöffnung zur Erfassung des hydraulischen und/oder pneumatischen Drucks in einer Vorrichtung, insbesondere Bremsdruckregelvorrichtung, wobei der Messelementträger aus einem Druckrohr besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckrohr (1, 2) auf der von der Druckmessöffnung (13) abgewandten Stirnseite ein geschlossenes Rohrende aufweist, an dessen Außenseite das Messelement (10) angeordnet ist, und dass das Druckrohr (1, 2) und das Messelement (10) von einem Gehäuse (4) überragt sind, dessen die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile (7, 8, 9, 11) aufnehmender Hohlraum (12) von einem Kontaktträger (5) dicht verschlossen ist.
Drucksensorbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messelementträger aus einem ersten und einem zweiten Druckrohr (1, 2) besteht, die kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
Drucksensorbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Druckrohr (2) das die elektrischen und /oder elektronischen Bauteile (7, 8, 9, 11) aufweisendes Gehäuse (4) angebracht ist, dessen vom zweiten Druckrohr (2) abgewandte Öffnung einen Kontakt träger (5) aufnimmt, an dessen vom zweiten Druckrohr (2) abgewandte Stirnfläche mehrere Kontaktplatten (6) angeordnet sind, die über mehrere im Kontaktträger (5) eingebettete elektrische Leiter (7) mit einer Platine (8) verbunden sind.
Drucksensorbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (8) zumindest Teile einer Drucksensorelektronik (11) aufnimmt, die über flexible elektrische Leiter (9) mit den am zweiten Druckrohr (2) angebrachten Messelementen (10) elektrisch verbunden ist.
Drucksensorbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (8) zweiteilig aufgebaut ist, mit einem ersten Platinenteil (8a), das eine Öffnung zur Hindurchführung der flexiblen elektrischen Leiter (9) und/oder zur Hindurchführung des zweiten Druckrohrs (2) aufweist, sowie mit einem zweiten Platinenteil (8b), das zumindest Teile einer Auswerteschaltung der Drucksensorelektronik (11) aufnimmt.
Drucksensorbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Platinenteil (8a) als Ringplatine gestaltet ist, auf der das kappenförmige zweite Platinenteil (8b) aufgesetzt ist, wobei zwischen den beiden Platinenteilen (8a, 8b) ein Hohlraum (12) zur Aufnahme der flexiblen Leiter (9) und der Teile der Auswerteschaltung für die Drucksensorelektronik (11) vorgesehen ist.
Drucksensorbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem kappenförmigen zweiten Platinenteil (8b) ein Kontaktträger (5) ruht, der vorzugsweise aus einem Kunststoff besteht, in dem die Kontaktplatten (6) und mehrere elektrische Leiter (7) als Einlege- oder Einspritzteile eingebettet sind.
Drucksensorbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatten (6) aus vorzugsweise im Stanzverfahren hergestelltem Dünnblech bestehen.
Drucksensorbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Druckrohr (1, 2) mittels einer Schweiß- oder Lötverbindung unlösbar miteinander verbunden sind, und dass zur Herstellung einer dichten Verbindung das Gehäuse (4) mit seinem einen Ende das zweite Druckrohr (2) abschnittsweise überdeckt.
Drucksensorbaugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) als hülsenförmiges Tiefzieh- oder Drehteil ausgeführt ist, das im Überdeckungsbereich mittels einer Schweiß-, Löt-, Klebe- oder Verstemmverbindung am zweiten Druckrohr (2) befestigt ist.