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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Sensor, insbesondere Drucksensor, welcher auf einer Leiterplatte fixiert werden kann.
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Aus dem Stand der Technik ist das Dokument
DE 10 2008 040 955 A1 bekannt. Dieses beschreibt einen Drucksensor zur Messung einer Kraft und/oder eines Drucks mit einem Sensorelement auf Basis eines piezoresistiven Messeffekts.
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Ein darin beschriebener Drucksensor weist ein Sensorelement auf, das in einer Aussparung unterhalb der Oberfläche eines Grundkörpers angeordnet ist. Das Sensorelement ist vollständig von einem Material umschlossen. Die Oberfläche des Materials, die auf eine zu messende Kraft gerichtet ist, schließt dabei nicht mit der Oberfläche des Grundkörpers ab.
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Aus dem Stand der Technik weiterhin bekannt sind Sensoren, welche in Leitungen, Ventile oder ähnliches eingeschraubt werden können, sogenannte Einschraubsensoren. Weiterhin bekannt sind keramische Sensoren oder Messzellen sowie Sensoren mit elektrischer Kontaktierung über Federn.
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Gerade bei Drucksensoren, welche beispielsweise bei Nutzfahrzeugen verwendet werden, treten häufig Vibrationen oder Stöße auf. Aus diesem Grund muss gewährleistet sein, dass ein Sensor auf einer Platine sicher befestigt werden kann, ohne dass dieser verrutschen kann, wodurch das Messergebnis verfälscht werden könnte.
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Es ist daher eine technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kostengünstige und robuste Sensoranordnung herzustellen, welche eine mechanische, elektrische und pneumatische Schnittstelle darstellt und auf einer Leiterplatte sicher fixiert werden kann.
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Die technische Aufgabe wird gelöst von einem Sensormodul gemäß Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Sensormodul ist dazu angepasst, auf einer Leiterplatte montiert zu werden. Ein erfindungsgemäßes Sensormodul weist auf: ein Gehäuse, auf dessen Oberseite ein kaminförmiges Bauteil aufsitzt, welcher dazu angepasst ist, eine Verbindung zum Inneren des Gehäuses herzustellen. Ferner weist ein erfindungsgemäßes Sensormodul mindestens ein Fixierelement auf der Unterseite des Gehäuses auf, welches dazu angepasst ist, das Sensormodul an einer Leiterplatte zu befestigen. Ferner weist ein erfindungsgemäßes Sensormodul mindestens einen elektrischen Kontakt auf.
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Die elektrischen Kontakte dienen der elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte. Die Fixierelemente dienen dazu, das Sensormodul fest auf einer Leiterplatte zu fixieren. Dadurch, dass die Fixerelemente direkt am Gehäuse vorgesehen sind, ist eine kompakte und integrierte Bauweise möglich. Ferner ist so eine kostengünstige Lösung möglich, eine automatische Bestückung von Platinen mit Sensoren ist möglich, und ferner besteht die Möglichkeit, viele Sensoren auf einer Platine oder einem Modul zu verwenden.
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Vorzugsweise ist an der Unterseite des Gehäuses mindestens ein erstes Fixierelement vorgesehen, welches dazu angepasst ist, in eine komplementäre Ausdehnung einer Leiterplatte eingesteckt zu werden.
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Weiter vorzugsweise ist mindestens ein zweites Fixierelement auf der Unterseite des Gehäuses vorgesehen, welches dazu angepasst ist, mit einer Leiterplatte verlötet zu werden. Dies dient zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit, sowie auch der Vibrationsfestigkeit.
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Weiter vorzugsweise ist das zweite Fixierelement ein Metallstift, ein sogenannter Pin. Ein solcher Pin kann entweder ein Pin eines Stanzgitters sein und/oder direkt mit dem Gehäuse verbunden sein, beispielsweise durch Umspritzen.
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Vorzugsweise ist auf der Unterseite des Gehäuses ferner mindestens ein Stützelement vorgesehen, welches dazu angepasst ist, auf einer Leiterplatte aufzuliegen.
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Weiter vorzugsweise ist mindestens ein erstes Stützelement vorgesehen, sowie mindestens ein zweites Stützelement, welches ein erstes Fixierelement mindestens viertelkreisförmig umgibt.
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Vorzugsweise sind auch zwei zweite Stützelemente vorgesehen. Auch ist es möglich, dass diese ein erstes Fixierelement halbkreisförmig oder sogar komplett kreisförmig umgeben.
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Dies dient zur Erhöhung der Stabilität des Sensorelements auf der Leiterplatte, und dass vor dem Fixieren der zweiten Fixierelemente eine stabile Auflage auf der Leiterplatte erreicht werden kann, so dass der Sensor anschließend auch gerade eingebaut ist und nicht schräg, was später zu Verbiegungen führen könnte.
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Vorzugsweise sind vier zweite Fixierelemente vorgesehen, welche über die Unterseite des Gehäuses verteilt sind. Dies dient einer weiteren verbesserten Stabilität.
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Vorzugsweise weist der mindestens eine elektrische Kontakt einen kleineren Querschnitt auf als das zweite Fixierelement. Ein größerer Querschnitt nur für die tragenden Bauteile, d.h. die zweiten Fixierelemente vorgesehen sind, welche der Fixierung des Sensormoduls auf einer Leiterplatte dienen. Die Fixierelemente benötigen den größeren Querschnitt aufgrund der Festigkeitsanforderungen.
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Weiter vorzugsweise ist im kaminförmigen Bauteil ein Verbindungsstück in Form eines Röhrchens eingesteckt, welches mit einem Dichtelement im kaminförmigen Bauteil gelagert ist. Eine pneumatische Verbindung erfolgt somit über das Verbindungsstück in Form des Röhrchens, dieses kann auch den Toleranzausgleich übernehmen.
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Weiter vorzugsweise ist das Dichtelement ein O-Ring. Eine solche Ausführungsform ist sehr kostengünstig.
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Weiter vorzugsweise ist im Gehäuse eine Platine vorgesehen, auf welcher ein Sensor fixiert ist, wobei der Sensor mit dem kaminförmigen Bauteil fluidisch verbunden ist.
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Weiter vorzugsweise ist der Sensor ein Drucksensor.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen mit Hilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Sensorelement von vorne.
- 2 zeigt eine isometrische Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Sensormodul.
- 3 zeigt eine weitere isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sensormoduls, wobei auch die Unterseite ersichtlich ist.
- 4 zeigt eine Draufsicht von oben auf ein erfindungsgemäßes Sensormodul.
- 5 zeigt eine Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Sensormoduls.
- 6 zeigt eine Detailansicht des kaminförmigen Bauteils.
- 7 zeigt eine Draufsicht auch von unten auf ein erfindungsgemäßes Sensormodul.
- 8 zeigt eine Detailansicht eines elektrischen Kontakts sowie eines zweiten Fixierelements.
- 9 zeigt eine Ansicht von vorne auf einen elektrischen Kontakt sowie ein zweites Fixierelement.
- 10 zeigt eine Teilschnittansicht eines erfindungsgemäßen Sensormoduls, wobei hier auch das kaminförmige Bauteil mit einem eingesteckten Verbindungsstück (Röhrchen) im Detail dargestellt ist.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Sensormodul S von vorne gezeigt. Es besteht aus einem Gehäuse 1 und einem darauf aufgesetzten kaminförmigen Bauteil 2. Unten am Gehäuse sind zweite Fixierelemente 4 ersichtlich, ferner ein erstes Fixierelement 3, welches von einem zweiten Stützelement 6 umrundet ist. Das erste Fixierelement 3 kann in eine Ausnehmung einer Leiterplatte L (hier nicht dargestellt) eingesteckt werden.
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Mit Hilfe der zweiten Fixierelemente 4 kann das Sensormodul S an einer Leiterplatte L (hier nicht dargestellt) befestigt, ggf. verlötet, werden.
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2 zeigt eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Sensormoduls S. Hier ist wiederum das Gehäuse 1 mit dem darauf aufgesetzten kaminförmigen Bauteil 2 ersichtlich. Unten an der Unterseite sind zweite Fixierelemente 4 ersichtlich, welche in Form von Metallstiften ausgebildet sind. Ferner ersichtlich sind drei elektrische Kontakte 7, welche kleiner sind als die zweiten Fixierelemente 4. Ferner ist an einer Ecke noch ein erstes Stützelement 5 ersichtlich, und weiterhin ist ein zweites Stützelement 6 ersichtlich, welches um ein erstes Fixierelement 3 angeordnet ist.
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3 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Sensormoduls S, insbesondere der Unterseite. Hier sind sämtliche Vorrichtungen gezeigt, welche zur Verbindung oder der Fixierung auf die Leiterplatte L dienen. Das Gehäuse 1 sowie das kaminförmige Bauteil 2 sind ebenfalls ersichtlich.
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Auf der Unterseite des Gehäuses 1 sind zwei erste Fixierelemente 3 vorgesehen. Diese sind Plastikstifte, welche dazu angepasst sind, mit entsprechenden Ausnehmungen einer Leiterplatte L (hier nicht gezeigt) im Eingriff zu stehen. Weiterhin sind vier zweite Fixierelemente 4 vorgesehen. Diese sind Metallstifte und dienen dazu, mit einer Leiterplatte L (hier nicht gezeigt) verlötet zu werden. Ferner gezeigt ist ein erstes Stützelement 5 in einer Ecke. In einer weiteren Ecke sowie auf der anderen Seite sind noch zweite Stützelemente 6 vorgesehen, die viertelkreisförmig bzw. halbkreisförmig um entsprechende erste Fixierelemente 3 herum angeordnet sind. Ferner sind auf einer Seite noch drei elektrische Kontakte 7 nebeneinander angeordnet, und die elektrischen Kontakte 7 sind im Vergleich zu den zweiten Fixierelementen 4 kleiner.
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4 zeigt eine Ansicht von oben auf ein erfindungsgemäßes Sensormodul S. Hier wird im Wesentlichen das Grundgehäuse 1 sowie das kaminförmige Bauteil 2 ersichtlich. Auch ein in das kaminförmige Bauteil 2 eingestecktes Verbindungsstück 8 in Form eines Röhrchens ist gezeigt.
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5 zeigt eine Teilschnittansicht des erfindungsgemäßen Sensormoduls S, hier wird insbesondere die Struktur des kaminförmiges Bauteils 2 näher gezeigt. Hier wird insbesondere die Verbindung des Inneren des Gehäuses 1 zur Umgebung durch das kaminförmige Bauteil 2 offenbart. Das Gehäuse 1, die ersten Fixierelemente 3, die zweiten Fixierelementen 4 und die elektrischen Kontakte 7 sind ebenfalls dargestellt.
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6 zeigt eine Teilansicht des kaminförmigen Bauteils 2. Hier wird ersichtlich, dass eine Einführschräge vorhanden ist, damit das Röhrchen 8 (hier nicht gezeigt) besser in das kaminförmige Bauteil eingeführt werden kann.
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7 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Sensormoduls von unten. Hier sind nochmals sämtliche Bauteile zu sehen, wie sie auch in 3 gezeigt sind.
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8 zeigt eine Detailansicht eines elektrischen Kontakts 7 sowie eines zweiten Fixierelements 4. Beide sind hier als Metallstifte ausgebildet, der elektrische Kontakt 7 hat aber einen geringeren Querschnitt verglichen mit dem zweiten Fixierelement 4.
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9 zeigt eine Ansicht eines elektrischen Kontakts 7 und eines zweiten Fixierelements 4 von vorne. Daraus geht hervor, dass das zweite Fixierelement 4 auch länger ist als der elektrische Kontakt 7.
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10 zeigt eine weitere Teilschnittansicht. Hier wird insbesondere gezeigt, wie das Röhrchen 8 in das kaminförmige Bauteil 2 eingesteckt ist und mithilfe eines Dichtelements 9, hier als O-Ring ausgestaltet, im kaminförmigen Bauteil 2 fixiert und abgedichtet wird.
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Zudem ist mit gestrichelten Linien angedeutet, dass innerhalb des Gehäuses 1 eine Platine 10 mit einem darauf aufgesetzten Sensor 10, hier als Drucksensor ausgestaltet, vorgesehen ist.
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Die vorliegende Anmeldung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt.
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Die ersten Fixierelemente und zweiten Fixierelemente können jede beliebige Form aufweisen, Selbiges gilt für die ersten Stützelemente 5 und die zweiten Stützelemente 6. Auch die elektrischen Kontakte 7 können verschieden ausgestaltet sein, hier wäre beispielsweise auch ein Stecker möglich.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- S
- Sensormodul
- L
- Leiterplatte
- 1
- Gehäuse
- 2
- kaminförmiges Bauteil
- 3
- erstes Fixierelement
- 4
- zweites Fixierelement
- 5
- erstes Stützelement
- 6
- zweites Stützelement
- 7
- elektrischer Kontakt
- 8
- Verbindungselement / Röhrchen
- 9
- Dichtelement / O-Ring
- 10
- Platine
- 11
- Sensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008040955 A1 [0002]
