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Diese
Erfindung betrifft allgemein Druckerkennungsvorrichtungen oder Drucksensoren.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Druckerkennungsvorrichtung
mit einer Drucksensoreinheit, welche eine Mehrzahl von Anschlußleitungen aufweist,
welche aus einem Sensorgehäuse
herausgeführt
sind.
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Übliche oder
bekannte Drucksensoreinheiten zur Durchführung einer Druckerkennung
in Hydraulikbremssystemen von Fahrzeugen, Einspritzanlagen in Dieselmotoren
etc. beinhalten typischerweise eine Membran und einen Drucksensorchip,
der auf Membranverformungen anspricht und an einem druckaufnehmenden
Ende eines metallischen Sensorgehäuses angeordnet ist, sowie
eine Mehrzahl von Anschlußleitungen,
welche aus einem Basisende des Gehäuses herausgeführt sind.
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Die
Bauelemente, mit welchen die Anschlußleitungen elektrisch verbunden
werden müssen,
umfassen verschiedene unterschiedliche Arten von Verbindern und
gedruckten Schaltkreiskarten. Da diese außenliegenden oder bezüglich des
Sensors peripheren Bauelemente sich in Form und Abmessung stark
unterscheiden können,
ist es notwendig, die Austrittspositionen, Längen und Führungswege der Anschlußleitungen
jeweils abhängig
von den Spezifikationen der unterschiedlichen außenliegenden Bauteile entsprechend
unterschiedlich zu gestalten.
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Im
Ergebnis war es bislang notwendig, verschiedene unterschiedliche
Versionen von Drucksensoreinheiten bereitzustellen, bei denen sich
nur die Auslegungen oder Spezifikationen der Anschlußleitungen
voneinander unterscheiden. Somit sind die Drucksensoreinheiten in
Massenproduktion schwierig herzustellen und da diese Einheiten relativ
teure Vorrichtungen sind, wachsen infolgedessen die sich hieraus
ergebenden Kosten an.
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Insbesondere
müssen
die Anschlußleitungen
oft verlängert
werden, um an Spezifikationen eines außenliegenden Bauteiles angepaßt zu sein,
da sich die Leitungen bei der Herstellung oder dem Einbau leicht
verbiegen können.
Im Ergebnis verschlechtert sich jedoch die Leichtigkeit beim Einbau, was
zu anwachsenden Einbaukosten führt.
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Die
US 5,343,757 , welche als
nächstkommender
Stand der Technik zu betrachten ist, zeigt eine gekapselte Sensoreinheit
mit einem Sensorelement, von diesem Sensorelement wegführenden
Anschlüssen
und aus der Kapselung herausgeführten Anschlüssen. Zwischen
den Anschlüssen
und den sensorseitigen Anschlüssen
befindet sich eine Platine mit hierauf angeordneten Bauelementen
und eine entsprechende Verdrahtung oder dergleichen auf der Platine
stellt die Verbindung zwischen den sensorseitigen Anschlüssen und
den aus der Kapselung herausgeführten
Anschlüssen
sicher. Eine innige Verbindung erfolgt dadurch, dass ein Teil des
sensorseitigen Gehäuses
um einen entsprechenden Teil der Kapselung herumgebördelt ist,
sodass die so gewonnene Konstruktion eine geschlossene Einheit darstellt.
Die aus der Drucksensoreinheit herausgeführten Anschlüsse sind
spezifisch für
die jeweilige Drucksensoreinheit und nicht ohne weiteres an individuelle
Applikationen anpassbar, da dies eine andere Anordnung dieser Anschlüsse und
mithin ein anderes Gehäuseteil
bedingen würde,
das dann wiederum mit dem sensorseitigen Gehäuse unverlierbar verbunden
wird.
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Es
ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckerkennungsvorrichtung
zu schaffen, bei welcher es lediglich notwendig ist, Drucksensoreinheiten
bereitzustellen, welche an eine einzige Spezifikation angepaßt sind,
selbst dann, wenn die Anschlußleitungen
der Drucksensoreinheiten elektrisch mit außenliegenden oder peripheren
Bauteilen verschiedener unterschiedlicher Formen und Größen verbunden
werden müssen,
so daß es
möglich
ist, mittels Massenproduktion und leichtem Zusammen- und/oder Einbau
eine Kostenreduzierung zu ermöglichen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die vorliegende Erfindung eine Druckerkennungsvorrichtung bzw. Druckerkennungsvorrichtungs-Anordnung vor,
wie sie in den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 14 definiert ist.
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Allgemein
gesagt, die vorliegende Erfindung schafft eine Druckerkennungsvorrichtung
mit einem Verbindungsteil, das einen Verbinderteil hat, der so geformt
ist, daß er
an die Form eines außenliegenden
oder externen Bauteiles angepaßt
ist, mit welchem eine elektrische Verbindung erfolgen soll. Eine Mehrzahl
von Anschlußplatten
des Verbindungsteiles und eine Mehrzahl von Anschlußleitungen
der Drucksensoreinheit werden beispielsweise durch Löten oder
dergleichen elektrisch verbunden; da hierbei jedoch die Anschlußplatten
auf gleiche Art und Weise angeordnet sind, selbst wenn die Versionen
des Verbindungsteiles unterschiedlich ist, können die Austrittspositionen,
Längen
und Führungswege
der Anschlußleitungen
aller Drucksensoreinheiten identisch sein.
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Selbst
wenn daher eine Vielzahl von außenliegenden
oder externen Bauteilen unterschiedlicher Formgebung vorhanden ist,
mit welchen die Anschlußleitungen
der Drucksensoreinheiten elektrisch verbunden werden müssen, ist
es lediglich notwendig, die Drucksensoreinheiten auf der Grundlage
einer einzigen Spezifikation bereitzustellen. Im Ergebnis wird es
möglich,
die Kosten der Drucksensoreinheiten aufgrund von Massenproduktion
zu verringern, so daß die
Gesamtkosten der Vorrichtung verringerbar sind. Da weiterhin die
Anschlußplatten
alle auf der gleichen Seite angeordnet sind, lassen sich die Anschlußleitungen
der Drucksensoreinheit leicht mit den Anschlußplatten verbinden. Da weiterhin
die Länge
der Anschlußleitungen
minimiert werden kann, ist das Risiko von Verbiegungen der Anschlußleitungen
bei der Herstellung oder dem Zusammenbau minimiert, was zu einer
verbesserten Herstellungsausbeute und verringerten Herstellungskosten führt.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Weitere
Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen anhand der Zeichnung.
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1 eine
auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer Druckerkennungsvorrichtung
gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung vor dem Zusammenbau;
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2 eine
Draufsicht auf die Vorrichtung von 1;
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3 eine
Teilschnittdarstellung der Vorrichtung im zusammengebauten Zustand;
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4 eine
Ansicht von unten auf ein Verbindungsteil der Vorrichtung;
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5 eine
Vorderansicht auf das Verbindungsteil;
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6 eine
Draufsicht auf eine Druckerkennungsvorrichtung der ersten bevorzugten
Ausführungsform
mit einem unterschiedlichen Verbindungsteil vor dem Zusammenbau;
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7 eine
Teilschnittdarstellung der Vorrichtung von 6 im zusammengebauten
Zustand;
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8 eine
Schnittdarstellung durch eine Drucksensoreinheit der ersten bevorzugten
Ausführungsform;
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9 eine
Ansicht entsprechend 3 einer Druckerkennungsvorrichtung
gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
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10 eine
Schnittdarstellung der Vorrichtung von 9, wobei
die Vorrichtung in ein Metallgehäuse
eingesetzt ist; und
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11 eine
Ansicht ähnlich
von 10 einer Druckerkennungsvorrichtung gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
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Eine
erste bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben.
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8 zeigt
im Querschnitt den Aufbau einer Drucksensoreinheit 1. Wie
gezeigt, weist ein zylindrisches und me tallisches Sensorgehäuse 2 einen
ringförmig
umlaufenden Flanschteil 2a auf, der hieran einstückig ausgebildet
ist und von einem Basisende vorsteht. In der Endfläche eines
druckaufnehmenden Endes oder distalen Endes des Sensorgehäuses 2 sind
eine relativ flache Vertiefung 2b und eine Sensoraufnahmekammer 2c,
welche sich in der Bodenfläche
der Vertiefung 2b öffnet,
ausgebildet. Ein Drucksensorchip 3 auf Halbleiterbasis
mit bekanntem Aufbau ist unter Verwendung eines Klebstoffes oder
dergleichen an der Innenseite der Sensoraufnahmekammer 2c festgelegt.
Eine relativ tiefe Vertiefung 2d ist im Basisende des Sensorgehäuses 2 ausgebildet und
von einem zylindrischem Teil 2e umgeben, wobei ein Ausschnitt 2f in
dem zylindrischem Teil ausgebildet ist. Weiterhin ist eine umfangseitige
Ausnehmung 2g in der Außenseite des Sensorgehäuses 2 ausgebildet.
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Vier
Anschlußleitungen 4a–4d verlaufen durch
das Sensorgehäuse 2 in
dessen axialer Richtung und sind gegenüber dem Sensorgehäuse 2 elektrisch
isoliert. Genauer gesagt, die Anschlußleitungen 4a–4d verlaufen
innerhalb von hermetisch abgedichten Glasstrukturen 5 durch
Bohrungen (in der Zeichnung ohne Bezugszeichen) im Sensorgehäuse 2,
so daß die
vorderen Enden innerhalb der Vertiefung 2b freiliegen,
wohin gegen die hinteren Enden sich in axialer Richtung von der
Endfläche (der
Bodenfläche
der Vertiefung 2d) am Basisende des Sensorgehäuses 2 aus
erstrecken. Die Anschlußleitungen 4a–4d werden
mit einer bestimmten Länge
versehen, wie nachfolgend noch beschrieben wird, wobei die Anschlußleitungen 4a und 4b kürzer als
die Anschlußleitungen 4c und 4d sind.
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Obgleich
in der Zeichnung nicht genauer dargestellt, werden in der Praxis
die Endflächen
der Vorderenden der Anschlußleitungen 4a–4d beispielsweise
gequetscht, um relativ große
Flächen
zu erhalten. Der Drucksensorchip 3 wird elektrisch mit
den vorderen Endflächen
der Anschlußleitungen 4a–4d durch Bonddrähte 6 verbunden.
Die Anschlußlei tungen 4a bzw. 4c bzw. 4d wirken
als Masseanschluß bzw.
Energieversorgungsanschluß bzw.
Signalausgangsanschluß für den Drucksensorchip 3 und
die Anschlußleitung 4b ist
als Testanschluß vorgesehen,
der während
der Herstellung des Drucksensorchips 3 verwendet wird.
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Eine
metallische Membran 7 ist an der druckaufnehmenden Endfläche des
Sensorgehäuses 2 so angeordnet,
daß die
Vertiefung 2b und die Sensoraufnahmekammer 2c abgedeckt
sind. Der Umfang dieser Membran 7 ist luftdicht, beispielsweise
durch Hartlöten
oder dergleichen festgelegt und ein Hohlraum (die Vertiefung 2b und
die Sensoraufnahmekammer 2c), der von der Membran 7 abgedeckt
ist, wird beispielsweise mit (nicht gezeigten) Silikonöl ausgefüllt. Obgleich
nicht dargestellt, wird das Silikonöl über eine Verbindungsbohrung
in das Sensorgehäuse
eingefüllt,
wobei diese Verbindungsbohrung nachfolgend durch einen Verschlußstopfen
oder dergleichen abgedichtet wird. An der Endfläche des druckaufnehmenden Endes
des Sensorgehäuses 2 ist
beispielsweise durch Hartlöten
eine Metallkappe 8 so befestigt, daß sie die Membran 7 überdeckt.
Ein Druckaufnahmeanschluß 8a ist
in der Kappe 8 ausgebildet.
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Die
so aufgebaute Drucksensoreinheit 1 wird über ein
Verbindungsteil 9 der in den 1 bis 5 dargestellten
Art, oder ein Verbindungsteil 10 der in den 6 und 7 dargestellten
Art oder ein Verbindungsteil mit anderer, in der Zeichnung nicht
dargestellter Formgebung eingebaut. Der Aufbau der Verbindungsteile
bzw. der Einbau der Drucksensoreinheit 1 hiermit wird nachfolgend
beschrieben.
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Gemäß den 1 bis 5 weist
das Verbindungsteil 9 ein Anschlußhalteteil 11 und
ein Verbinderteil 12 auf, welche einstückig aus einem isolierendem
Material, beispielsweise einem geeignetem Kunststoff gefertigt,
beispielsweise spritzgegossen sind (die Grenze zwischen Anschlußhalteteil 11 und Verbinderteil 12 ist
in 2 durch die gestri chelte Linie A dargestellt.
Ein Anschlußteil 11a ist
so ausgebildet, daß es
in die Vertiefung 2d der Drucksensoreinheit 1 paßt, wenn
die Drucksensoreinheit 1 an dem Verbindungsteil 9 angebaut
wird, wobei das Anschlußteil 11a auf
Seiten des Anschlußhalteteiles 11 des
Verbindungsteiles 9 ausgebildet ist. Eine Stufe 11b (2)
ist in dem Anschlußhalteteil 11 dadurch ausgebildet,
daß die
Basisseite (die dem Verbinderteil 12 näherliegende Seite) des Anschlußteiles 11a einen
größeren Durchmesser
hat, als der Rest des Anschlußteiles 11a.
Die Drucksensoreinheit 1 und das Verbindungsteil 9 werden
dann in axialer Richtung zueinander über die Stufe 11b ausgerichtet,
welche an der Endfläche
des zylindrischen Teils 2e des Sensorgehäuses 2 der
Drucksensoreinheit 1 anstößt.
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Weiterhin
ist ein Vorsprung 11c, der für eine Paßverbindung mit dem Ausschnitt 2f des
Sensorgehäuses 2 ausgelegt
ist, an der Stufe 11b vorhanden und die Drucksensoreinheit 1 und
das Verbindungsteil 9 werden in Umfangsrichtung ausgerichtet
und an einer Drehung relativ zueinander durch Eingriff des Vorsprunges 11c und
des Ausschnittes 2f gehindert.
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Drei
Verbindungsleitungen 13–15 weisen jeweils
ein Ende auf, das zur gleichen Seite hin freiliegt (diese Seite
wird nachfolgend als obere Seite definiert), wobei sie in dem Anschlußhalteteil 11 liegen und
dienen als Anschlußplatten 13a–15a.
Das andere Ende einer jeden Leitung steht zur Außenseite vom Ende des Verbinderteiles 12 vor
und dient als Anschlußstück 13b–15b.
An der oberen Fläche
des Anschlußhalteteiles 11 ist
ein fachbrettartiges Teil 11d ausgebildet und ein Paar
von Ausnehmungen 11e ist Seite an Seite in diesem fachbrettartigen
Teil 11d ausgebildet. Die Verbindungsleitungen 13 und 14,
welche nahe den Seiten des Verbindungsteiles 9 angeordnet
sind, weisen die Anschlußplatten 13a und 14a auf,
welche in das fachbrettartige Teil 11d um einen gewissen
Betrag eintreten und die Ver bindungsleitung 15, welche
in der Mitte angeordnet ist, und welche länger als die beiden äußeren Verbindungsleitungen 13 und 14 ist,
ist innerhalb des fachbrettartigen Teiles 11d gebogen und
weist ihre Anschlußplatte 15a innerhalb
der Ausnehmung 11e auf.
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Weiterhin
ist eine Mehrzahl von Einführkanälen 16a–16d (siehe 1 und 5),
in welchen die Anschlußleitungen 4a–4d der
Drucksensoreinheit 1 einführbar sind, in dem Anschlußhalteteil 11 ausgebildet
und erstrecken sich von der Ausnehmung 11e (der Anschlußplatte 15a),
einer Ausnehmung 11f und den Anschlußplatten 13a und 14a zur
Drucksensoreinheit 1, wenn diese mit dem Verbindungsteil 9 verbunden
ist. Genauer gesagt, die Einführkanäle 16a und 16b sind
so ausgebildet, daß sie
durch das Anschlußteil 11a so
verlaufen, daß sie
sich in der Ausnehmung 11e (der Anschlußplatte 15a) und der
Ausnehmung 11f öffnen.
Die Einführkanäle 16c und 16d sind
so ausgebildet, daß sie
durch das Anschlußteil 11a und
das fachbrettartige Teil 11d so verlaufen, daß sie sich
jeweils an den Anschlußplatten 13a und 14a öffnen.
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Die
Anschlußleitungen 4a–4d sind
so abgelängt,
daß, wenn
die Drucksensoreinheit 1 mit dem Verbindungsteil 9 zusammengefügt worden
ist, ihre Enden die Oberseiten oder oberen Flächen der jeweiligen Anschlußplatten 13a–15a und
die Ausnehmung 11f erreichen.
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Ein
Paar von vertikalen und zueinander parallelen flachen Flächen 17a ist
an den Außenseiten des
Anschlußhalteteiles 11 bzw.
insbesondere den Seiten des fachbrettartigen Teiles 11d ausgebildet, um
ein Ergreifen mittels eines Greifwerkzeuges zu erleichtern. Wie
in 4 gezeigt, sind Öffnungen 18a bis 18c,
welche bis zu den Anschlußplatten 13a–15a reichen,
in der Unterseite des Anschlußhalteteiles 11 ausgebildet.
Infolgedessen ist es möglich,
einen Elektrodenkopf für
Elektroschweißen
oder Elektrolöten
so wohl von oben als auch unten gegen die Anschlußplatten 13a–15a zu
drücken.
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Eine
rohrförmige
Hülse 19 aus
Metall kann bei Bedarf um das Verbindungsteil 9 gesetzt
werden, um zumindest das Anschlußhalteteil 11 abzudecken, wobei
deren Innendurchmesser um einen geringeren Betrag größer als
der Außendurchmesser
des zylindrischen Teiles 2e des Sensorgehäuses 2 ist.
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Wenn
die Drucksensoreinheit 1 mit dem Verbindungsteil 9 zusammengebaut
wird, werden die Anschlußleitungen 4a–4d der
Drucksensoreinheit 1 in die Einführkanäle 16a–16d des
Verbindungsteiles 9 eingeführt und das Anschlußteil 11a des
Verbindungsteiles 9 wird in die Vertiefung 2d der
Drucksensoreinheit 1 eingesetzt. Hierbei verriegelt der
Vorsprung 11c des Verbindungsteiles 9 mit dem
Ausschnitt 2f der Drucksensoreinheit 1. Wenn dies
erfolgt ist, erreichen die Enden der Anschlußleitungen 4a–4d die
oberen Flächen
der Anschlußplatten 13a–15d und
die Ausnehmung 11f, wie in 3 gezeigt.
Die Anschlußleitungen 4a–4c sind
dann elektrisch mit den Anschlußplatten 13a–15a durch
Elektroschweißen
oder Löten
verbindbar.
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Nachfolgend
wird das Verbindungsteil 9 in die Hülse 19 eingeführt und
das Ende der Hülse 19 wird
um das zylindrische Teil 2e des Sensorgehäuses 2 gesetzt.
Die aneinander anstoßenden
Abschnitte des Hülsenendes
und des Sensorgehäuses 2 werden
beispielsweise durch Hartlöten
oder dergleichen miteinander verbunden. Weiterhin wird, obgleich nicht
gezeigt, das Innere der Hülse 19 mit
einem isolierendem Kunststoffmaterial, beispielsweise einem Epoxyharz
ausgefüllt,
um die Verbindungen zwischen den Anschlußleitungen 4a–4c und
den Anschlußplatten 13a–15a abzudecken,
um Feuchtigkeitseintritt oder dergleichen im Bereich dieser Verbindungen
zu verhindern.
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Gemäß den 6 und 7 weist
das Verbindungsteil 10 ein Anschlußhalteteil 11' und ein Verbinderteil 12' auf, welche
einstückig
aus einem isolierendem Material, beispielsweise Kunststoff, gegossen
sind (die Grenze zwischen dem Anschlußhalteteil 11' und dem Verbinderteil 12' ist in 6 mit
der gestrichelten Linie B dargestellt.) Das Anschlußhalteteil 11' weist wieder
das Anschlußteil 11a,
die Stufe 11b, den Vorsprung 11c und flache Flächen 17a ähnlich zu
dem Anschlußhalteteil 11 des
Verbindungsteiles 9 auf.
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Drei
Verbindungsleitungen 20–22 sind in das Verbindungsteil 10 eingegossen.
Diese Verbindungsleitungen 20–22 weisen jeweils
ein Ende auf, welches zur gleichen Seite (der Seite der oberen Flächen) in
dem Anschlußhalteteil 11' freiliegen
und dienen als Anschlußplatten 20a–22a und
die jeweiligen anderen Enden stehen von einem Ende des Verbinderteils 12' zur Außenseite
hin vor. Diese Enden dienen als Anschlußstücke 20b–22b.
Die Anschlußplatten 20a–22a sind
exakt auf gleiche Weise wie die Anschlußplatten 13a–15a des
Verbindungsteiles 9 gemäß obiger
Beschreibung angeordnet.
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Die
Verbindungsleitungen 20 und 21, welche nahe den
Seiten des Verbindungsteiles 10 angeordnet sind, weisen
ihre Anschlußplatten 20a und 21a derart
auf, daß sie
in Ausschnitten 11g und 11h liegen, die in den
Seiten des Anschlußhalteteiles 11' ausgebildet
sind, wobei die oberen und unteren Seiten der Anschlußplatten 20a und 21a frei
liegen. Durchgangsöffnungen 11i und 11j sind
Seite an Seite in dem Anschlußhalteteil 11' angeordnet
und verlaufen durch dieses von oben nach unten und die Anschlußplatte 22a der
Verbindungsleitung 22 ist in der Durchgangsöffnung 11i angeordnet,
wobei die obere und untere Seite der Anschlußplatte 22a freiliegen. Im
Ergebnis ist es möglich,
einen Elektrodenkopf für Elektroschweißen sowohl
von oben als auch von unten gegen die Anschlußplatten 20a–22a zu
drücken. Die
Verbindungsleitung 22, welche in der Mitte ange ordnet ist,
ist länger
als die verbleibenden Verbindungsleitungen 20 und 21 und
ist wie in den 6 und 7 gezeigt,
innerhalb des Anschlußhalteteiles 11' gebogen.
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Insgesamt
vier Einführkanäle, durch
welche die Anschlußleitungen 4a–4d der
Drucksensoreinheit 1 eingeführt werden (in 7 ist
nur ein Einführkanal 16a gezeigt,
in welchem die Anschlußleitung 4a eingeführt ist)
sind so ausgebildet, daß sie
sich an den Durchgangsöffnungen 11i und 11j und
den Ausschnitten 11g und 11h öffnen.
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Wenn
gemäß 7 die
Drucksensoreinheit 1 mit dem Verbindungsteil 10 zusammengebaut
wird, werden die Anschlußleitungen 4a–4d der
Drucksensoreinheit 1 in die Einführkanäle (von denen nur der Einführkanal 16a dargestellt
ist) des Verbindungsteiles 10 eingeführt und das Anschlußteil 11a des
Verbindungsteiles 10 wird in die Vertiefung 2d der
Drucksensoreinheit 1 eingesetzt. Hierbei verriegelt der
Vorsprung 11c des Verbindungsteiles 10 mit dem
Ausschnitt 2f der Drucksensoreinheit 1. Wenn dies
erfolgt ist, erreichen die Enden der Anschlußleitungen 4a–4d die
oberen Flächen
der Anschlußplatten 20a–22a und
die Durchgangsöffnung 11j.
Die Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d werden
dann mit dem Anschlußplatten 20a–22a durch
Elektroschweißen oder
Löten elektrisch
verbunden.
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Obgleich
im in den 6 und 7 gezeigten
Beispiel die Hülse 19 an
dem Verbindungsteil 9 und das isolierende Kunstharzmaterial,
welches eingefüllt
wird, nicht dargestellt sind, können
diese Komponenten oder Bauteile vorgesehen werden, wenn dies gewünscht oder
notwendig ist. In Fällen,
in denen die Hülse 19 und
das isolierende Kunststoff- oder Kunstharzmaterial nicht vorgesehen
sind, wird bevorzugt ein isolierendes Kunstharz- oder Kunststoffmaterial
lokal aufgebracht, um die Verbindungen zwischen den Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d und
den Anschlußplatten 20a–22a abzudecken.
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Neben
den oben beschriebenen Verbindungsteilen 9 und 10 kann
jedes andere (nicht gezeigte) Verbindungsteil nach Bedarf bereitgestellt werden,
in dem ein Anschlußhalteteil
mit der gleichen Anordnung von Anschlußplatten wie die Anschlußplatten 13a–15a bzw. 20a–22a der
Verbindungsteile 9 bzw. 10 mit einem Verbindungsteil
kombiniert wird, welches eine unterschiedliche Formgebung hat, die sich
nach der Form eines äußeren Teiles
oder Peripherieteiles richtet, mit der die Drucksensoreinheit 1 zu
verbinden oder an der die Drucksensoreinheit 1 anzuordnen
ist.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
gemäß obiger
Beschreibung wird beim Ein- oder Anbau der Drucksensoreinheit 1 aus
den Verbindungsteilen 9 und 10 (oder anderen,
nicht gezeigten Verbindungsteilen) eines ausgewählt und verwendet, welches
ein Anschlußteil
mit einer Form hat, welche an die Form des Perpherieteiles angepaßt ist,
an der die Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d elektrisch
anzuschließen
sind. Da in diesem Fall die Anschlußplatten 13a–15a des
Verbindungsteiles 9 bzw. die Anschlußplatten 20a–22a des
Verbindungsteiles 10 auf exakt gleiche Art und Weise angeordnet
sind, können
die Austrittspositionen, die Längen
und Formen der Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d der
Drucksensoreinheit 1 exakt immer die gleichen sein.
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Selbst
wenn es eine Vielzahl unterschiedlicher Formen von Bauteilen gibt,
an welchen die Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d der
Drucksensoreinheit 1 anzuschließen sind, ist es, da es lediglich
notwendig ist, Drucksensoreinheiten 1 mit den gleichen Spezifikationen
in Massenproduktion herzustellen, möglich, eine Kostenverringerung
der Drucksensoreinheit 1 und somit eine Kostenverringerung
der gesamten Vorrichtung zu realisieren.
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Da
die Anschlußplatten 13a–15a bzw. 20a–22a auf
der gleichen Seite frei liegen, kann die Arbeit beim elektri schen
Verbinden der Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d der
Drucksensoreinheit 1 mit den Anschlußplatten 13a–15a bzw. 20a–22a durch Schweißen oder
Löten äußerst einfach
durchgeführt werden.
Da weiterhin die Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d (und
die Anschlußleitung 4b zur
Verwendung als Testanschluß)
nur die minimale Länge
haben müssen,
die zu einer Verbindung mit den Anschlußplatten 13a–15a des
Verbindungsteiles 9 bzw. den Anschlußplatten 20a–22a des
Verbindungsteiles 10 notwendig ist, besteht kein Risiko,
daß die
Anschlußleitung 4a–4d sich
während
der Herstellung oder des Zusammenbaus ohne weiteres biegen, so daß die Herstellungsausbeute
erhöht
und die Herstellungskosten verringert werden.
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In
der Praxis werden neben den exemplarisch beschriebenen Verbindungsteilen 9 und 10 verschiedene
andere Typen von Verbindungsteilen hergestellt bzw. bereitgestellt.
Da die Verbindungsteile jedoch nur einen sehr einfachen Aufbau benötigen, und
nur ein leitfähiges
Material für
die Anschlußplatten
und die Anschlußstücke und
ein isolierendes Material für
den Anschlußhalteteil
und den Anschlußteil benötigen, kann
die Herstellung im Vergleich zu den Drucksensoreinheiten 1 billig
gemacht werden und der Vorteil der Kostenverringerung aufgrund einer Massenherstellung
der Drucksensoreinheit 1 überwiegt die Aufwendungen bei
der Herstellung unterschiedlicher Verbindungsteile.
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Da
weiterhin die Anschlußplatten 13a–15a und
die Anschlußstücke 13b–15b einstückig durch die
gleichen Verbindungsleitungen 13–15 gebildet werden
und die Paare von Anschlußplatten 20a–22a und
die Anschlußstücke 20b–22b einstückig durch die
gleichen Verbindungsleitungen 20–22 gebildet werden,
wird eine elektrische Verbindung der Anschlußplatten mit den Anschlußstücken unnötig, so daß es möglich ist,
eine weitere Kostenverringerung zu erhalten.
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Wenn
die Drucksensoreinheit 1 mit dem Verbindungsteil 9 oder 10 zusammengebaut
wird, werden die Anschlußleitungen 4a–4d der
Drucksensoreinheit 1 in die Einführkanäle 16a–16d des
Verbindungsteiles 9 oder die Enführkanäle 16a und die anderen
(nicht gezeigten) Einführkanäle des Verbindungsteiles 10 eingeführt. Da
nach dieser Art der Einführung
die Anschlußleitungen 4a–4d in
einem ausgerichteten oder positionierten Zustand sind und die Drucksensoreinheit 1 in
einem vorläufig
gehaltenem Zustand ist, kann die Verbindungsarbeit zum Verbinden
der Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d mit
den Anschlußplatten 13a–15a bzw. 20a–22a leicht
und mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden.
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Da
das Paar von flachen Flächen 17a zum Erleichtern
des Greifens mit einem Greifwerkzeug an den Verbindungsteilen 9 bzw. 10 ausgebildet
ist, kann die Handhabung der Verbindungsteile 9 oder 10 durch
ein Greifwerkzeug eines Fertigungsroboters durchgeführt werden.
Somit ist es möglich,
die Drucksensoreinheit 1 mit dem Verbindungsteil 9 oder 10 zu verbinden
und/oder das Verbindungsteil 9 oder 10 mit einem
externen Bauteil zusammenzubauen, wobei diese Verbindungs- und/oder
Zusammenbauvorgänge
leicht und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden können.
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Da
bei Bedarf ein Isolieren des Kunstharz- oder Kunststoffmaterials
(nicht gezeigt) vorgesehen wird, um die Verbindungen zwischen den
Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d und
den Anschlußplatten 13a–15a oder 20a–22a abzudecken,
ist die Feuchtigkeitsbeständigkeit
und die mechanische Belastbarkeit dieser Verbindung hoch und die
Zuverlässigkeit und
die Lebensdauer der gesamten Vorrichtung wird somit verbessert.
In diesem Fall wird gemäß dem Beispiel
in den 2 bis 5 die Hülse 19 zum Abdecken
des Anschlußhalteteiles 11 des
Verbindungsteiles 9 vorgesehen und in diese Hülse 19 wird
das isolierende Material eingefüllt.
Bei diesem Aufbau ist die oben erwähnte Feuchtigkeitsbeständigkeit
und mechanische Festigkeit weiter erhöhbar und ein mechani scher Bruch
des Verbindungsteiles 9 selbst kann verhindert werden.
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Da
die Drucksensoreinheit 1 und das Verbindungsteil 9 bzw. 10 jeweils
mit dem Ausschnitt 2f und dem Vorsprung 11c zur
Positionierung und zur Verhinderung einer Drehung ausgestattet sind,
wenn die Drucksensoreinheit 1 und das Verbindungsteil 9 oder 10 miteinander
verbunden werden, ist es möglich, diese
beiden Teile leicht gegeneinander auszurichten und sobald die Verbindung
einmal erfolgt ist, besteht kein Risiko, daß eine ungewollte Kraft von
außen
her auf die Verbindungen zwischen den Anschlußleitungen 4a, 4c und 4d und
Anschlußplatten 13a–15a oder 20a–22a aufgebracht
wird, so daß die
Zuverlässigkeit
dieser Verbindungen erhöht
wird.
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Eine
zweite bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben,
wobei diejenigen Teile dieser zweiten Ausführungsform, welche sich von
der ersten bevorzugten Ausführungsform
unterscheiden, beschrieben werden.
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Gemäß 9 zeichnet
sich diese zweite bevorzugte Ausführungsform dadurch aus, daß Schaltkreisvorrichtungen 23a und 23b in
Chipform, welche einen Schutzschaltkreis oder einen Störungsrauschen-Beseitigungsschaltkreis,
beispielsweise einen Kondensator für die Drucksensoreinheit 1 bilden,
auf den freiliegenden Teilen der Verbindungsleitungen 13–15 im
Verbindungsteil 9 eingebaut sind (insbesondere in den freiliegenden
Teilen auf Seiten des Verbinderteils). Beispielsweise ist in der
Konstruktion gemäß 9 eine
Schaltkreisvorrichtung 23a zur Verwendung als Schutzschaltkreis
zwischen die Verbindungsleitung 13 als Energieversorgungsanschluß und die
Verbindungsleitung 15 als Masseanschluß geschaltet und eine Schaltkreisvorrichtung 23b zur Verwendung
als Störungsrauschen-Beseitigungsschaltkreis
ist zwischen die Verbindungsleitung 14 als Signalausgangsan schluß und die
Verbindungsleitung 15 als Masseanschluß geschaltet.
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Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform kann
nicht nur die Betriebszuverlässigkeit
der Drucksensoreinheit verbessert werden, sondern auch die Spezifikationen
des Schutzschaltkreises oder des Störungsrauschen-Beseitungsschaltkreises
oder eines anderen Schaltkreises lassen sich leicht ändern. Da
es weiterhin nur notwendig ist, die Schaltkreisvorrichtungen 23a und 23b zwischen
die entsprechenden Verbindungsleitungen 15 zu schalten,
welche alle zur gleichen Seite hin frei vorliegen, lassen sich die
jeweiligen Verbindungen leicht herstellen.
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Eine
dritte bevorzugte Ausführungsform
ist in 10 dargestellt und Teile dieser
dritten bevorzugten Ausführungsform,
welche sich von der ersten bevorzugten Ausführungsform unterscheiden, werden nun
beschrieben. Diese dritte bevorzugte Ausführungsform ist ein Beispiel,
bei der das Verbindungsteil 10 der ersten bevorzugten Ausführungsform
verwendet wird und die Drucksensoreinheit 1 in einem rohrförmigen Metallgehäuse 24 aufgenommen
ist. Genauer gesagt, das Metallgehäuse 24 hat bekannten
Aufbau mit einem Gewindeteil 24b außerhalb und vorderhalb eines
Druckaufnahme-Einlaßteils
zum Einschrauben in eine (nicht gezeigte) Gewindeöffnung,
die in einem Teil ausgebildet ist, in welchem ein Druck zu erfassen
ist. Ein im Querschnitt sechseckförmiger Festziehteil 24c ist
am rückwärtigen Ende ausgebildet.
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Die
Drucksensoreinheit 1 wird innerhalb des metallischen Gehäuses 24 nach
dem Zusammenbau mit dem Verbindungsteil 10 aufgenommen
und nachdem ein O-Ring 25 in die Ausnehmung 2g in
der Außenseite
des Sensorgehäuses 2 eingesetzt
worden ist. Hierbei wird in dem aufgenommenen Zustand die Drucksensoreinheit 1 durch
das Flanschteil 2a des Sensorgehäuses 2 positioniert,
welches an einer Stufe 24d im Metallgehäuse 24 anliegt und
eine Befestigung der Drucksensoreinheit 1 erfolgt dadurch,
daß ein
Teil des Metallgehäuses 24 gegen
das Flanschteil 2a kaltverformt, beispielsweise gebördelt wird.
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Ein
Verbindergehäuse 26 aus
Kunstharz oder Kunststoff ist an einer Öffnung am gegenüberliegenden
Ende des Metallgehäuses 24 von
dem Einlaßteil 24a aus
gesehen angeordnet, um das Verbindungsteil 10 abzudecken.
Genauer gesagt, das Verbindergehäuse 26 hat
ein Basisende, welches in dem Metallgehäuse 24 mit einem Abstandshalter 27a und einem
O-Ring 27b aufgenommen
ist und in diesem aufgenommenen Zustand wird ein Befestigung dadurch
erzielt, daß ein
Randabschnitt entlang der Öffnung
des Metallgehäuses 24 gegen
das Verbindergehäuse 26 kaltverformt,
beispielsweise gebördelt wird.
In diesem Fall sind die Anschlußstücke 20b–22b des
Verbindungsteiles 10 in ein Anschlußgehäuse 26a des Verbindergehäuses 26 eingesetzt bzw.
stehen in dieses vor und wirken als männliche Anschlüsse.
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Eine
vierte bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist in 11 gezeigt und Teile dieser
vierten bevorzugten Ausführungsform,
welche sich von der ersten bevorzugten Ausführungsform unterscheiden, werden
nun beschrieben.
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Diese
vierte bevorzugte Ausführungsform stellt
ein Beispiel dar, bei dem die Drucksensoreinheit 1 an einem
Metallblock 28 befestigt ist, in welchem eine Befestigungsöffnung 28a an
der Stelle ausgebildet ist, an der ein Druck zu erfassen ist. Genauer
gesagt, die Drucksensoreinheit 1 ist in die Befestigungsöffnung 28a des
Metallblockes 28 eingesetzt, nachdem sie mit dem Verbindungsteil 10 zusammengebaut
wurde und nachdem ein O-Ring 25 in die Ausnehmung 2g an
der Außenseite
des Sensorgehäuses 2 eingesetzt
worden ist. In diesem Fall wird im eingesetzten Zustand die Drucksensoreinheit 1 durch
das Flanschteil 2a des Sensorgehäuses 2 positioniert,
welches an einer Stufe 28b im Metallblock 28 anliegt
und eine Befestigung erfolgt dadurch, daß ein Teil des Metallblockes 28 gegen
das Flanschteil 2a kaltverformt, beispielsweise gebördelt wird.
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Ein
Verbindergehäuse 29 aus
Kunstharz oder Kunststoff ist am Einlaß der Befestigungsöffnung 28a des
Metallblockes 28 angeordnet, um das Verbindungsteil 10 abzudecken.
Genauer gesagt, das Verbindergehäuse 29 weist
an einem Basisende hiervon einen O-Ring 30 auf, und ist
mit diesem Ende in der Befestigungsöffnung 28a aufgenommen
und in diesem aufgenommenen Zustand dadurch befestigt, daß ein Randbereich
um den Einlaß der
Befestigungsöffnung 28a in
dem Metallblock 28 dagegen verformt ist. Hierbei stehen
die Anschlußstücke 20b–22b des
Verbindungsteiles 10 in einem Anschlußgehäuse 29a des Verbindergehäuses 29 vor und
dienen als männliche
Anschlüsse.
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Beschrieben
wurde eine Druckerkennungsvorrichtung, bei der eine Drucksensoreinheit
mit den gleichen Spezifikationen verwendet werden kann, selbst dann,
wenn eine Vielzahl unterschiedlicher Formen eines außerhalb
oder extern liegenden Bauteiles vorhanden ist, mit welchem Verbindungsleitungen
der Drucksensoreinheit elektrisch verbunden werden müssen. Die
Drucksensoreinheit weist vier Anschlußleitungen auf, welche aus
einem Sensorgehäuse
austreten. Ein Verbindungsteil weist ein Anschlußhalteteil und ein Verbinderteil
auf, welche einstückig
aus einem isolierendem Material gegossen sind und einsatzgegossene
Verbindungsleitungen hat. Die Verbindungsleitungen weisen Anschlußplatten
auf, welche alle zur gleichen Seite hin freiliegen, sowie Anschlußstücke, welche
nach außen
vorstehen. Vielerlei Versionen des Verbindungsteiles werden hergestellt
durch einstückiges
Verbinden von Verbinderteilen unterschiedlicher Form mit Anschlußhalteteilen,
welche alle Anschlußplatten
haben, die im gleichen Zustand angeordnet sind. Die Drucksensoreinheit
wird mit einem Verbindungsteil zusammengebaut, welches aus den vorhandenen
Verbindungsteilen ausgewählt
wird und die Anschlußleitungen
werden über
dieses Verbindungsteil elektrisch mit dem externen Bauteil verbunden.
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Die
obige Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ist als rein illustrativ und exemplarisch zu verstehen;
es versteht sich, daß die
vorliegende Erfindung in eine Vielzahl von Möglichkeiten modifiziert oder
abgewandelt werden kann, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche bzw.
deren Äquivalente
abzuweichen. Verschiedene weitere Einzelheiten, Aspekte, Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich dem Fachmann
alleine durch Studium der obigen Beschreibung in Zusammenschau mit
den zugehörigen
Figuren der Zeichnung ohne weitere detailierte Erläuterung
hiervon.