DE19527397C2 - Halter für ein Biegeelement eines Biegesensors und Verwendung eines solchen Halters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Halter für ein Biegeele­ ment eines Biegesensors und die Verwendung eines solchen Halters zur Herstellung eines mit diesem Halter ausgerüsteten Biegesensors.

Sensoren dieser Art weisen im allgemeinen als Sensor­ element ein an einer Referenzstelle mechanisch einge­ spanntes Biegeelement auf, bei dem es sich zum Beispiel um eine dünne Platte aus piezoelektrischem Material handeln kann, die an beiden Flachseiten jeweils mit einer flächigen Elektrode ausgerüstet und senkrecht zu den Elektrodenflächen polarisiert ist. Bei Kraft- oder Beschleunigungseinwirkung verbiegt sich das Biegeele­ ment, wobei aufgrund des transversalen piezoelektri­ schen Effekts über die Elektroden eine elektrische Spannung erzeugt wird, die der Verbiegung proportional ist. Zwei solche Biegeelemente können, zu einem Schichtverbund zusammengefaßt, ein sogenanntes Zwei­ schicht- oder Bimorphbiegeelement bilden. Bei gegensin­ niger Polarisation der Schichten werden diese elek­ trisch in Serie, bei gleichsinniger Polarisation parallel geschaltet.

Des weiteren sind sogenannte PZT-Sensorelemente bekannt, deren balken- bzw. plattenförmiges piezokeramisches Element in Richtung seiner Längskante polarisiert ist. Analog den oben genannten Bimorphbiegeelementen wird es derart gehaltert, daß es bei einer Einwirkung einer Beschleunigung senkrecht zu seinen Hauptflächen eine Durchbiegung erfährt. Die Signalelektroden sind dabei so geordnet, daß sie nur Bereiche mit gleichen Vorzeichen der bei der Biegung auftretenden Scherspan­ nung abdecken.

Zur mechanischen Einspannung solcher Biegeelemente dient im allgemeinen ein Sockel, auf dem es, angepreßt durch ein Druckstück, aufruht. Zum Anpressen des Druck­ stücks kann beispielsweise eine Schraubverbindung dienen. Eine solche Befestigung des Biegeelements ist sowohl in der Herstellung als auch in der Montage rela­ tiv aufwendig. Solange Beschleunigungssensoren noch in kleinen Stückzahlen benötigt wurden, wirkte sich dies nicht besonders störend aus. Heute setzt man sie jedoch zunehmend serienmäßig in Kraftfahrzeugen als Auslöser von Passagierschutzsystemen (Airbag, Gurtstraffer, Überrollbügel) ein. Hier wirkt sich der relativ hohe Herstellungs- und Montageaufwand nachteilig aus.

Aus der DE 26 35 747 A1 ist ein Halter für schreibenförmige piezoelektrische Kristalle bekannt, bei der mindestens zwei isoliert durch eine Bodenplatte verlaufende Metallstifte vorgesehen sind, an denen metallische Halteglieder für den Kristall befestigt sind, die ihrerseits mit den Elektroden des Kristalls elektrisch leitend verbunden werden. Die aus Blechteilen gefertigten Halteglieder bestehen aus einem Fuß- und Fingerteil mit mindestens zwei Fingern, wobei je ein Finger jedes Haltegliedes aus der Ebene des Bleches heraus so abgekröpft ist, daß er zu den anderen Fingern etwa im Abstand der Dicke des Kristalls parallel verläuft und damit der Kristall von diesen Fingern eines Haltegliedes zangenartig umgreifbar ist. Diese bekannte Halterung erfordert wenigstens vier Einzelteile, wodurch ein hoher Herstellungs- und Montageaufwand erforderlich wird.

Des weiteren ist aus der DE 81 20 939 U1 eine Halte- und Anschlußvorrichtung für einen scheibenförmigen piezoelektrischen Resonator bekannt, die aus zwei durch eine Bodenplatte eines Resonatorgehäuses geführten Anschlußstifte besteht, wobei Blechstreifen als Halteorgane die Verbindung zwischen dem Kristall und den Anschlußstiften herstellen. Dabei sind diese Halteorgane an ihrem resonatorseitigen Ende mit einem abgewinkelten Endabschnitt versehen, der so bemessen ist, daß er in einen radial gerichteten Einschnitt im scheibenförmigen Resonator eingefügt werden kann. Auch diese bekannte Halterung erfordert wenigstens vier Einzelteile, wobei zusätzlich noch eine Bearbeitung des Kristalls erforderlich ist. Somit erfordert auch diese bekannte Halterung einen hohen Herstellungs- und Montageaufwand.

Schließlich treffen die genannten Nachteile auf die in der DE 72 34 687 U1 und der DE 72 34 688 U1 beschriebenen Halterungsvorrichtungen für wenigstens zwei piezoelektrische Scheiben zu. Bei diesen Halterungsvorrichtungen werden die piezoelektrischen Scheiben von zwei elastischen Haltefedern über an deren Ende vorgesehenen Klipsen gehalten, wobei diese Haltefedern mit ihrem anderen Ende mit Anschlußstiften verbunden sind, die ihrerseits durch eine Bodenplatte geführt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Biegeelement-Halter anzugeben, bei dem die genannten Nachteile vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Halter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder durch einen Halter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 gelöst.

Der erfindungsgemäße Halter hat die folgenden Vorteile:

• - Er ist auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar, wobei die Herstellungsschritte Stanzen und Biegen automatisch durchführbar sind, und
• - das Zusammenfügen von Halter und Biegeelement geschieht einfach durch Einstecken in die von den Haltegliedern gebildete Zange, und kann einfach automatisch ausgeführt werden.

Die Halteglieder sind vorteilhaft so ausgebildet, daß sie eine Klemmverbindung mit dem Biegeelement herstel­ len können. Mit dieser Maßnahme gestaltet sich die mechanische Verbindung besonders einfach, weitere Befestigungsmittel, wie zum Beispiel für einfache Schraubverbindung oder eine sonstige formschlüssige Verbindung, werden nicht benötigt.

Um die am Biegeelement auftretenden Biegemomente besonders gut aufnehmen zu können, sind vorzugsweise in den verschiedenen Halteglieder-Ebenen jeweils wenig­ stens zwei Halteglieder voneinander beabstandet angeordnet. Besonders bevorzugt ist eine Anordnung symmetrisch zu einer Mittelebene des Halters. Diese ist besonders vorteilhaft bei nicht endseitiger, sondern längsmittiger Halterung des Biegeelements, da sich dann insgesamt ein mittensymmetrischer Aufbau ergibt.

Vorzugsweise dienen die Halteglieder nicht nur dem mechanischen, sondern auch dem elektrischen Anschluß des Biegeelements, indem sie Anschlußleitungen an Biegeelementkontakte heranführen und/oder selbst für eine elektrische Verbindung mit Biegeelementkontakten eingerichtet sind. Diese Maßnahme macht gesonderte Anschlußleitungen unnötig und trägt so zu einer weiteren Vereinfachung, insbesondere bei der Montage bei.

Ein Biegeelement kann noch einen weiteren Kontakt haben, den die zangenartig umgreifenden Halteglieder nicht erfassen können. Bei einer piezokeramischen Zweischicht-Platte kann es sich zum Beispiel um einen sog. Mittenkontakt handeln, d. h. einen Kontakt, der mit der Elektrode zwischen den beiden Einzelplatten elek­ trisch verbunden ist. Er kann in einer Ausnehmung am Rande einer der beiden Einzelplatten liegen. Zum elek­ trischen Anschluß des weiteren Kontakts weist der Halter vorzugsweise ein Kontaktglied auf, das eine Anschlußleitung an den weiteren Kontakt heranführt oder selbst für eine elektrische Verbindung mit diesem eingerichtet ist.

Damit ein mit dem Halter ausgerüsteter Biegesensor hohen Sicherheits- und Haltbarkeitsanforderungen genügt, sind die Anschlußleitungen bzw. die zur elek­ trischen Verbindung vorgesehenen Halte- und Kontakt­ glieder für Lötverbindungen mit den Biegeele­ mentkontakten eingerichtet.

Vorteilhaft werden die Anschlußleitungen, die von den Haltegliedern und ggf. dem Kontaktglied an die biege­ elementkontakte herangeführt werden, auch jenseits dieser Glieder (vom Biegeelement aus gesehen) vom Halterkörper getragen. Die Anschlußleitungen können beispielsweise als am Haltekörper befestigte Anschluß­ drähte ausgebildet sein. Vorteilhaft können sie auch entweder durch Leiterbahnen, die direkt mit den Halte­ gliedern verbunden sind, oder durch Leiterbahnen, die auf wenigstens einer isolierenden Zwischenschicht verlaufen, gebildet werden, wobei die Zwischenschicht auf den Haltegliedern, ggf. dem Kontaktglied und ggf. dem übrigen Haltekörper aufgebracht ist. Diese Maßnahme vereinfacht die Herstellung und Montage weiter und erleichtert insbesondere auch die Automatisierung beider Prozesse. Die mechanische und elektrische Montage des Sensors beschränkt sich dann nämlich im wesentlichen auf das Zusammenstecken von Halter und Sensorelement und ggf. anschließendes Verlöten der Kontakte.

Um den Einfluß äußerer Störsignale gering zu halten, kann es erwünscht sein, den Sensor von einem ihn umgebenden Gehäuse galvanisch vollständig zu entkop­ peln. Hierzu ist entweder der Halterkörper isolierend auf der Unterlage befestigt oder es sind die Anschluß­ leitungen vorteilhaft so ausgebildet, daß bei Anschluß des Biegeelements der Halterkörper gegenüber allen Biegeelementkontakten elektrisch isoliert ist. Das heißt, im letztgenannten Fall sind keine der Halte- und Kontaktglieder selbst elektrisch mit einem Biegeele­ mentkontakt verbunden, dies sind nur von Halter elek­ trisch isolierte Anschlußleitungen. Im erstgenannten Fall muß ein die Halteglieder verbindendes Fußteil nach der Montage entfernt werden um einen elektrischen Kurz­ schluß zu vermeiden.

Der Halterkörper kann unmittelbar auf einer Unterlage befestigt werden. Um eine statisch weder über- noch unterbestimmte Auflage des Halters zu gewährleisten, stützt sich dieser in einer Dreipunktauflage oder einer Quasi-Dreipunktauflage auf der Unterlage ab. Bei einer Quasi-Punktauflage werden mehrere eng benachbarte Punktauflagen und auch eine kleine fläche Auflage als eine Punktauflage gezählt.

Die Erfindung ist gemäß den Ansprüchen 11, 12 und 13 auch auf die Verwendung eines erfindungsgemäßen Halters zu Herstellung eines Biegesensors, insbesondere eines Beschleunigungssensors, gerichtet, mit wenigstens einem darin gehaltenen Biegeelement, insbesondere einem piezoelektrischen Zweischicht-Biegeelement.

Um Beschleunigungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen messen zu können, umfaßt ein solcher Biegesensor vorzugsweise zwei Halter mit jeweils einem Biegeele­ ment, wobei die Biegeelemente senkrecht zueinander angeordnet sind.

Eine bevorzugte Möglichkeit einer derartigen zueinander senkrechten Anordnung der Biegeelemente liegt darin, zwei gleichartige Halter mit zur Unterlage senkrechter Biegeelementebene gegeneinander verdreht (im wesent­ lichen um 90°) auf der Unterseite zu befestigen. Eine andere bevorzugte Möglichkeit liegt darin, einen Halter mit zur Unterlage senkrechter und einen mit zur Unter­ lage paralleler Biegeelementebene auf der Unterseite zu befestigen.

Um schließlich Beschleunigungen in drei zueinander senkrechten Richtungen messen zu können, umfaßt ein Biegesensor vorzugsweise drei Halter mit jeweils einem Biegeelement, wobei die Biegeelemente senkrecht zuein­ ander angeordnet sind.

Vorteilhaft erzielt man diese Anordnung dadurch, daß man zwei Halter mit zur Unterlage senkrechter Biegeele­ mentebene gegeneinander verdreht (im wesentlichen um 90°) und einem dritten Halter mit zur Unterlage paralleler Biegeelementebene auf der Unterlage befestigt.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht eines Halterkörpers in gestreckter Form;

Fig. 2 eine Schnittansicht von Fig. 1 entlang Linie I-I;

Fig. 3 eine Aufsicht eines Beschleunigungssen­ sors mit einem senkrecht zur Unterlage orientierten Biegeelement, und einem Halter gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine Ansicht eines weiteren Halterkör­ pers in gestreckter Form;

Fig. 5 und 6 eine Seitenansicht bzw. Aufsicht eines Beschleunigungssensors mit einem parallel zur Unterlage orientierten Biegeelement und einem Halter gemäß Fig. 4; und

Fig. 7 eine Aufsicht eines Beschleunigungssen­ sors mit zwei zueinander und senkrecht zur Unterlage orientierten Biegeelemen­ ten.

Ein Halterkörper 3 gemäß Fig. 1 und 2 ist aus einem ebenen Stuck Blech, z. B. Stahlblech als symmetrisch geformtes Stanz-Biege-Teil hergestellt. Bei der Herstellung wird zunächst in einem Stanzschritt ein etwa t-förmiges ebenes Blechstück 2 mit den äußeren Konturen des späteren Halterkörpers 3 aus einem, den t-Abstrich bildenden balkenförmigen Mittelteil 2 und den t-Balken bildende Befestigungsarme 21 und 22 ausge­ stanzt.

Im Mittelteil 2 werden durch Stanzlinien fingerförmige Halterglieder 7 sowie ein fingerförmiges Kontaktglied 9 geschaffen, die an drei Seiten frei sind und einer Seite mit einem Fußteil 6 verbunden sind.

Das Mittelteil 2 wird mit einem Teil 16 vervollstän­ digt, das zwei fingerförmige Halteglieder 8a aufweist, die kammartig unter Ausbildung einer Ausnehmung 24 in die Glieder 7 und 9 eingreifen. Ferner sind weitere Halteglieder 8b an der äußeren Kante des Teils 16 ange­ ordnet.

Diese Halteglieder 7, 8a und 8b sowie das Kontaktglied 9 werden entsprechend Fig. 2 derart aufgebogen, daß die Teile 7 und 9 einerseits und die Teile 8a und 8b andererseits im wesentlichen in zwei parallel beabstan­ deten Ebenen liegen und zwischen sich ein Biegeelement 10 zangenartig aufnehmen können. Daher wird dieser Teil des Halterkörpers 3 als Halteteil 4 bezeichnet.

Das Teil 16 des Mittelteils 2 wird an den äußeren Rändern der Halterglieder 7 bis auf die gegenüber­ liegende Seite des Mittelteils 2 als Streifen 16a geführt, wo es über einen Steg 18 mit dem Fußteil 6 verbunden ist. Ferner gehen, wie oben schon erwähnt, im mittleren Bereich des Teils 16 die Streifen 16b in die Befestigungsarme 21 über.

Der zwischen dem Halteteil 4 und dem Fußteil 6 liegende Teil des Halterkörpers 3 dient als Auflageteil 5 für die spätere Auflage auf eine Unterlage 20, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist.

Vor der Befestigung des Halterkörpers 3 auf der Unter­ lage gemäß Fig. 3 muß dieser einem Biegevorgang unter­ worfen werden.

Zunächst erfolgt eine Biegung zwischen dem Halteteil 4 und dem Auflageteil 5 entsprechend der Biegelinie B1 um 90°, um beim fertigen Biegesensor das Biegeelement 10 in Abstand von einer Unterlage 20 zu halten (vgl. Fig. 3).

Eine weitere Biegung an einem Biegefalz B2 knickt das Fußteil 6 gegenüber dem Auflageteil 5 um 90° ab. Das Fußteil 6 hat die Aufgabe, die Halteglieder 7 und das Kontaktglied 9 untereinander sowie gegenüber dem Teil 16 zu fixieren, letzteres wird mit dem Steg 18 sicher­ gestellt. Das Fußteil 6 wird abgebrochen, wenn das Halterteil 3 mittels des Auflageteils 5 mit seiner Unterlage 20 verbunden ist.

Somit wird ein elektrischer Kurzschluß am Biegeele­ mentes 10 verhindert, wenn die Halterglieder 7, 8a und 8b sowie das Kontaktglied 9 gleichzeitig den elektri­ schen Kontakt zum Biegeelement 10 herstellen.

Anschließend werden um weitere Biegefalze B3, die symmetrisch zur Längsachse des Mittelteils 2 liegen, die Befestigungsarme 21 um ca. 45° abgebogen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Befestigungsarme 21 weisen noch an dem zur Unterlage benachbarten Rand Befestigungslaschen 22 und 23 auf, die gegenüber den Befestigungsarmen 21 wiederum um 90°, doch jeweils auf gegenüberliegende Seiten, abgebogen werden. Über diese Laschen 22 und 23 wird der Halterkörper 3 mit der Unterlage 20 verbunden.

Der Halterkörper 3 hält das Biegeelement 10, hier ein Bimorph-Piezokeramikelement, welches die Form eines Rechteckbalkens mit einer Gesamtlänge von je ungefähr einem Zentimeter hat. Es wird durch einen Schichtver­ bund zweier Piezokeramikplatten 11, 12 gebildet, die jeweils an der äußeren Flachseite und in der Mitte zwischen sich eine flächige Elektrode in Form einer elektrisch leitenden Beschichtung haben. Die Außenelek­ troden können über Kontaktstellen von außen beschaltet werden, und zwar die Außenelektroden über Außenkontakte 13, 14 und die Mittenelektrode über einen Mittenkontakt 15, der sich in einer längsmittigen Ausnehmung 24 der Platten 11 und 12 befindet. Bei Parallelschaltung der Piezoplatten 11, 12 ist der Mittenkontakt zwingend vorhanden. Bei Serienschaltung wird er nicht zwingend benötigt, kann aber vorteilhaft sein, z. B. um pyroelek­ trische Störsignale ableiten zu können.

Das Biegeelement 10 ist längsmittig am Halterkörper 3 eingespannt, und zwar symmetrisch zur (durch die Linie I-I gegebene) Mittelebene des Halterkörpers 3. Auch die Halteglieder 7 sind symmetrisch zur Mittelebene ausge­ bildet. In Längsrichtung am weitesten außen, d. h. von der Mittelebene entfernt, drücken die beiden fingerför­ migen Halteglieder 7 gegen eine äußere Flachseite des Biegeelements 10, und zwar ungefähr mittig bezogen auf die Breitenrichtung. In Längsrich­ tung weiter innen drücken die vier Halteglieder 8a und 8b gegen die andere äußere Flachseite des Biegeelemen­ tes 10, und zwar paarweise in der Nähe des äußeren Randes des Biegeelements 10. Die Halteglieder 8a und 8b liegen im wesentlichen in der Ebene des Halterkörpers 3, wohingegen die Halteglieder 7 gerade so weit aus ihr herausgebogen sind, daß das Biegeelement 10 fest durch Klemmwirkung in der so gebildeten Haltegliederzange gehalten wird. Das im wesentlichen in der Mittelebene verlaufende fingerförmige Kontaktglied 9 reicht etwas über den dem Haltekörper 3 zugewandten Rand des Biege­ elementes in die Ausnehmung 24 hinein und liegt am Mittenkontakt 15 an.

Anschlußleitungen 17 führen am Auflageteil 5 im Bereich des Fußteiles 6 entlang bis zum Ende der Halteglieder 7, 8a und 8b bzw. des Kontaktgliedes 9. Es kann sich hierbei, wie in Fig. 1, um mit dem Auflageteil 5 und den Gliedern 7, 8a, 8b, 9 verbundene, aber ihnen gegen­ über elektrisch isolierte Anschlußdrähte handeln, alternativ können hierfür Leiterbahnen dienen, die auf einer gegenüber den Gliedern 7, 8a, 8b, 9 isolierenden Zwischenschicht aufgebracht sind. Die Anschlußleitungen 17 können gemeinsam auf einer oder auch verschiedenen Seiten des Halterkörpers 3 geführt sein. Bei Verwendung von Anschlußdrähten können diese von dem Steg 18 am Übergang zwischen dem Auflageteil 5 und dem Fußteil 6 überspannt werden, so daß sie sich nicht vom Halterkör­ per 3 ablösen können. Der Steg 18 ist mit einer Bruch­ linie ausgerüstet, um ihn, wenn nach der Entmontage keine Ablösegefahr für die Anschlußdrähte mehr besteht, leicht entfernen zu können.

Die Anschlußleitungen sind an den Enden der Elemente 7, 8, 9 mit den Außenkontakten 13, 14 bzw. dem Mittenkon­ takt 15 verlötet. Die Lötverbindungen und die Isolation der Anschlußleitungen 17 ist derart, daß keine elektri­ sche Verbindung zwischen den Kontakten 13, 14 und dem Halterkörper 3 besteht.

Eine weitere Alternative besteht bei Verwendung von Leitbahnen darin, dieselben nichtisolierend auf dem Halterkörper 3 aufzubringen. In diesem Fall muß zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses das Fußteil 6 nach der Montage des Beschleunigungssensors abge­ brochen werden.

In Fig. 3 ist ein Beschleunigungssensor 1 mit einem entsprechend der obigen Beschreibung gestanzten und gebogenen Halterkörper 3 sowie einem darin gehaltenen Biegeelement dargestellt. Der Halterkörper 3 ist auf einer ebenen Unterlage 20 mit den Befestigungslaschen 22 und 23 sowie einem bestimmten Bereich der von dem Fußteil 6 wegragenden Glieder 7 und 9 so befestigt, daß die Biegeelementebene senkrecht zu der Unterlage verläuft. Die Unterlage 20 kann z. B. einem lötbar metallisierten Träger aus einem isolierenden Material, insbesondere Keramik- oder Kunststoffmaterial bestehen. Die Befestigungsarme 21 verlaufen jeweils außen vom Halteteil 4 unter einem Winkel von ungefähr 45° relativ zur Biegeelementebene und erstrecken sich bis zu einem Punkt, der in Längsrichtung von der Mittelebene unge­ fähr so weit wie das Ende des Biegeelementes 10 ent­ fernt ist. Die Befestigungsarme 21 schließen somit einen Winkel von ungefähr 90° ein. Die Befestigungslaschen 22 und 23 dienen zur Befestigung, insbesondere Lötbefestigung auf der Unterlage 20. Jede Befestigungslasche 22 und die beiden eng benachbarten Laschen 23 bilden näherungsweise jeweils eine Einpunkt­ auflage, so daß insgesamt eine Quasi-Dreipunktauflage realisiert wird. Der Beschleunigungssensor 1 gemäß Fig. 3 ist sensitiv auf diejenige Komponente der Beschleuni­ gung, die parallel zur Unterlage 20 und zur gestrichelt gezeichneten Mittelebene des Halterkörpers 3 verläuft.

Bei Verwendung von gegenüber den Gliedern 7, 8a, 8b und 9 nichtisolierenden Leitbahnen wird ein nichtmetalli­ sierter Träger aus einem isolierenden Material insbe­ sondere Keramik- oder Kunststoffmaterial als Unterlage 20 verwendet.

Die Befestigungslaschen 22 und 23 werden über eine Klebeverbindung mit dieser Unterlage 20 verbunden.

Der Beschleunigungssensor 101 gemäß Fig. 5 und 6 unter­ scheidet sich von dem der Fig. 3 nur durch eine andere Abknickung des Auflageteils 5, so daß das Biegeelement 10 parallel zur Unterlage 20 gehalten ist. Der hierzu verwendete Halterkörper 3 ist in Fig. 4 dargestellt und weist im Auflagebereich 5 gegenüber dem Halterkör­ per nach Fig. 1 eine weitere Biegelinie B4 auf. Ein weiterer Unterschied besteht in der Gestaltung des Teils 16 im Bereich des Halteteils 4, das nunmehr zusammen mit den Befestigungsarmen 21 rechteckförmig ausgebildet ist. An den äußeren Rändern der Befesti­ gungsarme 21 befinden sich Befestigungslaschen 22, die im aufgebauten Zustand gemäß den Fig. 5 und 6 parallel zum Biegeelement 10 orientiert sind. Sie bilden, wie in Fig. 3, jeweils näherungsweise eine Einpunktauflage auf der Unterlage 20. Den dritten Auflagepunkt bildet hier ein Teil des Auflageteils 5 des Halterkörpers 3, der sich im gleichen Abstand von der Biegeelementebene wie die Befestigungslaschen 22, aber seitlich gegenüber ihnen versetzt, befindet.

Der Beschleunigungssensor 101 gemäß Fig. 5 und 6 ist somit sensitiv auf die senkrecht zur Unterlage verlau­ fende Beschleunigungskomponente.

Ein Doppel-Beschleunigungssensor 201 gemäß Fig. 7 setzt sich im wesentlichen aus zwei Einzel-Beschleunigungs­ sensoren 1, 1′ gemäß Fig. 3 zusammen. Beide sind gemeinsam auf der Unterlage 20 um 90° zueinander ver­ dreht befestigt, so daß die Ebenen der Biegeelemente 10, 10′ senkrecht aufeinander stehen. Zwei der insge­ samt vier Befestigungsarme 21 fluchten miteinander, ihre Enden sind eng benachbart auf der Unterlage 20 befestigt; die beiden übrigen verlaufen im Abstand parallel zueinander. Die fluchtenden Befestigungsarme 21 sind gegenüber den in Fig. 3 gezeigten verkürzt, um einen möglichst kompakten Aufbau des Doppel-Beschleuni­ gungssensors 201 zu ermöglichen, wohingegen die parallelen Befestigungsarme 21 länger ausgebildet sind. An den verkürzten Befestigungsarmen 21 kann die am inneren Ende liegende Befestigungslasche 23 entfallen. Der Doppel-Beschleunigungssensor 201 ist bei kleinen Außenabmessungen (hier mit einer Grundfläche von unge­ fähr 1,5 Zentimeter mal 1,5 Zentimeter) sensitiv auf zwei zueinander senkrecht stehende parallel zur Unterlage 20 verlaufende Beschleunigungskomponenten.

Bei einem (nicht gezeigten) Dreifach-Beschleunigungs­ sensor ist der in Fig. 7 gezeigte Doppel-Beschleuni­ gungssensor 201 ergänzt durch einen Einfach-Beschleuni­ gungssensor 101 gemäß Fig. 5 und 6, dessen Biegeele­ mentebene, wie oben erläutert, parallel zur Unterlage 20 verläuft. Er findet auf der Unterlage 20 zwischen den parallelen Befestigungsarmen 21 Platz. Mit diesem Dreifach-Beschleunigungssensor können somit (bei kleinen Abmessungen wie in Fig. 7) Beschleunigungs­ komponenten in drei zueinander senkrechten Richtungen, und damit beliebig gerichtete Beschleunigungen gemessen werden.

Claims (13)

1. Halter für ein Biegeelement eines Biegesensors, mit einem Halterkörper (3), bestehend aus
einem t-förmigen, ebenen und als Stanz-Biege-Teil hergestellten Blechstück, mit
einem den t-Abstrich bildenden balkenförmigen Mittelteil (2) und den t-Balken bildenden Befestigungsarmen (21), die das Mittelteil (2) in einen ersten Teil (16) und einen aus einem mit dem ersten Teil (16) verbundenen Auflageteil (5, 16a) und einem sich daran anschließenden Fußteil (6) bestehenden zweiten Teil (5, 6, 16a) teilen, wobei
im Mittelteil (2) erste fingerförmige Halteglieder (7) angeordnet sind, die sich im wesentlichen parallel zur Richtung des Mittelteils (2) in dessen ersten Teil (16) und im Auflageteil (5, 16a) erstrecken und über das Fußteil (6) mit dem Auflageteil (5, 16a) verbunden sind, und
im Bereich des ersten Teils (16) des Mittelteils (2) zweite fingerförmige Halteglieder (8a) angeordnet sind, wobei
die freien Enden der ersten und zweiten Halteglieder (7, 8a) im Bereich des ersten Teils (16) des Mittelteils (2) derartig zur Aufnahme des Biegeelementes (10) ausgebildet sind, daß diese wenigstens in zwei verschiedenen Ebenen liegen und das Biegeelement (10) zangenartig umgreifen,
das Auflageteil (5, 16a) gegenüber dem ersten Teil (16) des Mittelteils (2) eine 90°-Biegung in Richtung einer parallel zu den Befestigungsarmen (21) verlaufenden ersten Biegelinie (B1) aufweist,
eine weitere 90°-Biegung um eine zweite Biegelinie (B2) des Fußteils (6) gegenüber dem Auflageteil (5, 16a) vorhanden ist, und schließlich
die Befestigungsarme (21) gegenüber dem Mittelteil (2) um ca. 45° in Richtung des Auflageteils (5, 16a) um eine dritte Biegelinie (B3) abgebogen sind.

2. Halter für ein Biegeelement eines Biegesensors, mit einem Halterkörper (3), bestehend aus
einem T-förmigen, ebenen und als Stanz-Biege-Teil hergestellten Blechstück, mit
einem den T-Abstrich bildenden balkenförmigen Mittelteil (2) und den T-Balken bildenden Befestigungsarmen (21), wobei im Bereich dieser Befestigungsarme (21) das Mittelteil (2) einen ersten Teil (16) bildet, an den sich als zweiter Teil des Mittelteils (2) zunächst ein Auflageteil (5, 16a) und daran ein Fußteil (6) anschließt, wobei
im Mittelteil (2) erste fingerförmige Halteglieder (7) angeordnet sind, die sich im wesentlichen parallel zur Richtung des Mittelteils (2) in dessen ersten Teil (16) und im Auflageteil (5, 16a) erstrecken und über das Fußteil (6) mit dem Auflageteil (5, 16a) verbunden sind, und
im Bereich des ersten Teils (16) des Mittelteils (2) zweite fingerförmige Halteglieder (8a) angeordnet sind, wobei
die freien Enden der ersten und zweiten Halteglieder (7, 8a) im Bereich des ersten Teils (16) des Mittelteils (2) derartig zur Aufnahme des Biegeelementes (10) ausgebildet sind, daß diese wenigstens in zwei verschiedenen Ebenen liegen und das Biegeelement (10) zangenartig umgreifen,
das Auflageteil (5, 16a) gegenüber dem ersten Teil (16) des Mittelteils (2) eine 90°-Biegung in Richtung einer parallel zu den Befestigungsarmen (21) verlaufenden ersten Biegelinie (B1) aufweist,
eine weitere 90°-Biegung mit einer im Bereich des Auflageteils (5, 16a) in Richtung einer parallel zu den Befestigungsarmen (21) verlaufenden zweiten Biegelinie (B4) vorgesehen ist,
eine weitere 90°-Biegung um eine dritte Biegelinie (B2) des Fußteils (6) gegenüber dem Auflageteil (5, 16a) vorgesehen ist, und schließlich
die Befestigungsarme (21) gegenüber dem Mittelteil (2) um ca. 45° in Richtung des Auflageteils (5, 16a) um eine vierte Biegelinie (B3) abgebogen sind.

3. Halter nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Halteglieder (7, 8a, 8b) so ausgebildet sind, daß sie eine Klemmverbindung mit dem Biegeelement (10) herstellen.

4. Halter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem in den verschiedenen Ebenen jeweils wenigstens zwei Halteglieder (7, 8a, 8b) voneinander beabstandet, und insbesondere symmetrisch zu einer Mittelebene des Halters, angeordnet sind.

5. Halter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Halteglieder (7, 8a, 8b) auch dem elektrischen Anschluß des Biegeelements (10) dienen, indem sie Anschlußleitungen (17) an Biegeelementkontakte (13, 14) heranführen und/oder selbst für eine elektrische Verbindung mit Biegeelementkontakten (13, 14) eingerichtet sind.

6. Halter nach Anspruch 5, welcher außerdem ein parallel zu den ersten Haltegliedern (7) ausgebildeten und mit dem Fußteil (6) verbundenes Kontaktglied (9) aufweist, das dem elektrischen Anschluß eines weiteren Biegeelementkontakts, insbesondere eines Mittenkontakts (15) dient, indem es eine Anschlußleitung (17) an den weiteren Biegeelementkontakt heranführt oder selbst für eine elektrische Verbindung mit diesem eingerichtet ist.

7. Halter nach Anspruch 5 oder 6, bei welchem Anschlußleitungen (17) oder die zur elektrischen Verbindung vorgesehenen Halte- und Kontaktglieder (7, 8a, 8b, 9) für Lötverbindungen mit den Biegeelementkontakten (13, 14, 15) eingerichtet sind.

8. Halter nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welchem die Anschlußleitungen (17) jenseits der Halteglieder (7, 8a, 8b) und gegebenenfalls des Kontaktgliedes (9) von dem Halterkörper (3) getragen werden.

9. Halter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei welchem die Anschlußleitungen (17) durch auf wenigstens einer isolierten Zwischenschicht verlaufende Leiterbahnen gebildet sind, wobei die Zwischenschicht auf den Haltegliedern (7, 8a, 8b), gegebenenfalls dem Kontakt­ glied (9) und gegebenenfalls auf dem übrigen Halterkörper (3) aufgebracht ist.

10. Halter nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei welchem die Anschlußleitungen (17) so ausgebildet sind, daß bei Anschluß des Biegeelements (10) der Halterkörper (3) gegenüber allen Biegeelementkontakten (13, 14, 15) elektrisch isoliert ist.

11. Verwendung eines Halters mit den baulichen Merkmalen eines Halters nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung eines Biegesensors, insbesondere eines Beschleunigungssensors, mit wenigstens einem piezo­ elektrischen Zweischicht-Biegeelement,
wobei das Biegeelement (10) in den Halterkörper (3) eingespannt wird,
wobei der Halterkörper (3) über dessen Auflageteil (5, 16a) und dessen Befestigungsarme (21) auf einem Träger (20) befestigt wird, und
wobei das Fußteil (6) des Halterkörpers (3) nach dessen Befestigung auf dem Trägerkörper (20) entfernt wird.

12. Verwendung von zwei Haltern mit den baulichen Merkmalen eines Halters nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung eines Biegesensors, insbesondere eines Beschleunigungssensors, mit wenigstens einem piezo­ elektrischen Zweischicht-Biegeelement, wobei jeweils ein Biegeelement (10, 10′) in einen Halterkörper (3) eingespannt wird und wobei die Biegeelemente (10, 10′) senkrecht zueinander angeordnet werden, so daß Beschleunigungen in zwei zueinander senkrechten Richtungen gemessen werden.

13. Verwendung von drei Haltern mit den baulichen Merkmalen eines Halters nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung eines Biegesensors, insbesondere eines Beschleunigungssensors, mit wenigstens einem piezo­ elektrischen Zweischicht-Biegeelement, wobei in die Halterkörper (3) jeweils ein Biegeelement (10) eingespannt wird, wobei die Biegeelemente (10) senkrecht zueinander angeordnet werden, so daß Beschleunigungen in drei zueinander senkrechten Richtungen gemessen werden.