DE29720210U1 - Device for measuring the oil level in the internal combustion engine of a motor vehicle - Google Patents
Device for measuring the oil level in the internal combustion engine of a motor vehicleInfo
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Description
BeschreibungDescription
Vorrichtung zur Messung des Ölstandes in der Brennkraftmaschine eines KraftfahrzeugesDevice for measuring the oil level in the internal combustion engine of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Ölstandes in der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges mit einer Leiterplatte, welche elektrisch und mechanisch mit den Anschlußdrähten eines Steckerteiles eines Füllstandssensors und eines Schaltungsträgers verbunden ist, wobei die Leiterplatte und der Schaltungsträger innerhalb eines Gehäuses gehaltert sind.The invention relates to a device for measuring the oil level in the internal combustion engine of a motor vehicle with a circuit board which is electrically and mechanically connected to the connecting wires of a plug part of a fill level sensor and a circuit carrier, wherein the circuit board and the circuit carrier are held within a housing.
Solche Ölstandsmeßvorrichtungen in Kraftfahrzeugen sind, abhängig vom jeweiligen Betriebszustand des Kraftfahrzeuges, enormen Temperaturunterschieden ausgesetzt, welche eine thermisch bedingte Ausdehnung bzw. Schrumpfung der Materialien bewirkt. Daher muß ein Dehnungsausgleich, und zwar insbesondere für die im Gehäuse angebrachten, miteinander verbundenen, elektrischen Bauelemente vorgesehen werden.Such oil level measuring devices in motor vehicles are exposed to enormous temperature differences, depending on the operating state of the vehicle, which causes thermally induced expansion or shrinkage of the materials. Expansion compensation must therefore be provided, particularly for the interconnected electrical components installed in the housing.
Eine zentrale Rolle kommt hierbei der Leiterplatte zu, welche die Anschlüsse des Steckerteiles des Füilstandssensors und der auf dem Schaltungsträger (ausgeführt als weitere Leiterplatte oder als Hybridkeramik) angeordneten Auswerteelektronik mittels Lötverbindungen elektrisch und mechanisch miteinander verbindet.The circuit board plays a central role here, electrically and mechanically connecting the connections of the plug part of the level sensor and the evaluation electronics arranged on the circuit carrier (designed as an additional circuit board or as a hybrid ceramic) using solder connections.
Damit es durch die thermisch bedingten Längenänderungen der Leiterplatte nicht zu starken mechanischen Belastungen der Lötverbindungen kommt, darf die Leiterplatte nicht starr gehaltert werden.To prevent thermally induced length changes of the circuit board from causing severe mechanical stress on the solder joints, the circuit board must not be held rigidly.
Bei einem durch die Anmelderin selbst geschaffenen Stand der Technik ist daher eine Anordnung der Leiterplatte auf einem in das Gerätegehäuse eingesetzten Kunststofftragrahmen (siehe Figur 4) vorgesehen. Hierbei ist die Leiterplatte freischwimmend auf dem Kunststofftragrahmen angeordnet und wird durch an den Kunststofftragrahmen angeformte Ärmchen federnd gehalten.In a state of the art created by the applicant itself, an arrangement of the circuit board on a plastic support frame inserted into the device housing (see Figure 4) is therefore provided. In this case, the circuit board is arranged so as to float freely on the plastic support frame and is held in place by spring-loaded arms molded onto the plastic support frame.
Die Leiterplatte kann sich so auch bei thermisch bedingten Längenänderungen auf dem Kunststofftragrahmen gegen die vergleichsweise geringen Kräfte derThe circuit board can therefore also move in the event of thermally induced length changes on the plastic support frame against the comparatively low forces of the
• » t• » t
federnden Kunststoffärmchen bewegen, wodurch eine Schädigung der Lötstellen auf der Leiterplatte vermieden wird.springy plastic arms, which prevents damage to the soldering points on the circuit board.
Nachteilig an dieser vorbekannten Vorrichtung ist, daß ein solcher Kunststofftragrahmen als Kunststoffspritztei! relativ kostenaufwendig zu fertigen und montieren ist.The disadvantage of this previously known device is that such a plastic support frame as a plastic injection molded part is relatively expensive to manufacture and assemble.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Messung des Ölstandes in der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, bei der ein solcher Kunststofftragrahmen nicht benötigt wird und bei der der Ausgleich thermisch bedingter Längenänderungen durch eine einfachere und kostengünstigere Vorrichtung erfolgt.It is therefore the object of the invention to provide a device for measuring the oil level in the internal combustion engine of a motor vehicle, in which such a plastic support frame is not required and in which the compensation of thermally induced length changes is carried out by a simpler and more cost-effective device.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiterplatte auf einer Gehäusefläche aufliegt und durch mit dem Gehäuse verbundene Kunststoffzapfen iagefixiert ist und daß zwischen der Gehäusefläche und der Leiterplatte ein federndes Element angeordnet ist, welches die Leiterplatte um ein vorgebbares Maß von der Gehäusefläche abhebt.This object is achieved according to the invention in that the circuit board rests on a housing surface and is fixed in position by plastic pins connected to the housing and in that a spring element is arranged between the housing surface and the circuit board, which lifts the circuit board from the housing surface by a predetermined amount.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht also vor, daß die Leiterplatte direkt mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei ein federndes Element der Leiterplatte eine gewisse Beweglichkeit erhält und dabei zugleich die Lage der Leiterplatte bezüglich der Gehäusefläche stabilisiert. Aufgrund des zwischen der Leiterplatte und dem federnden Element vorhandenen Luftspaltes wird somit gewährleistet, daß die durch Schrumpfung bzw. Dehnung auftretenden Längenänderungen der Anschlußdrähte keine Spannungen auf die Leiterplattenlötstellen übertragen können.The solution according to the invention therefore provides that the circuit board is connected directly to the housing, whereby a spring element of the circuit board maintains a certain degree of mobility and at the same time stabilizes the position of the circuit board in relation to the housing surface. Due to the air gap between the circuit board and the spring element, it is thus ensured that the changes in the length of the connecting wires caused by shrinkage or expansion cannot transfer any stress to the circuit board soldering points.
Besonders vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß ein relativ kostenaufwendiger Tragrahmen für die Leiterplatte nicht benötigt wird.A particularly advantageous feature of the device according to the invention is that a relatively expensive support frame for the circuit board is not required.
Das federnde Element ist demgegenüber sehr kostengünstig und kann als einfacher Metall- oder Kunststoffstreifen ausgeführt werden, an welchen mindestens zwei federnde Arme angeformt sind.The spring element, on the other hand, is very cost-effective and can be designed as a simple metal or plastic strip to which at least two spring arms are molded.
Besonders vorteilhaft ist es, das federnde Element als Metaiistreifen auszubilden und mittels angeformter Kontaktstreifen mit der Leiterplatte zu verlöten. DabeiIt is particularly advantageous to design the spring element as a metal strip and to solder it to the circuit board using molded contact strips.
kann das metallische, federnde Element zudem elektrische Funktionen ausführen, beispielsweise elektrische Verbindungen zwischen Leiterbahnen auf der Leiterplatte herstellen oder auch durch jeweils variierende Ausgestaltung der mit der Leiterplatte verbundenen Kontaktstreifen typspezifische Eigenschaften der Ölstandsmeßvorrichtung kodieren und der Ansteuerschaltung vorgeben.The metallic, springy element can also perform electrical functions, for example, establish electrical connections between conductor tracks on the circuit board or, by varying the design of the contact strips connected to the circuit board, encode type-specific properties of the oil level measuring device and specify them for the control circuit.
Die Lagefixierung der Leiterplatte kann ebenfalls auf besonders einfache Weise ausgeführt sein, und zwar indem Aussparungen der Leiterplatte auf mit dem Gehäuse vorzugsweise einstückig verbundenen Kunststoffzapfen aufgesetzt und die Kunststoffzapfen danach warmgestaucht sind.The position of the circuit board can also be fixed in a particularly simple manner by placing recesses in the circuit board on plastic pins that are preferably connected in one piece to the housing and the plastic pins are then hot-stamped.
Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden.In the following, an embodiment of the device according to the invention will be presented and explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung; Figur 2 eine Ausschnittsvergrößerung aus der Figur 1 im Bereich der Leiterplatte; Figur 3 ein Ausführungsbeispiel des federnden Elementes;Figure 1 shows a cross section through the device according to the invention; Figure 2 shows an enlarged detail from Figure 1 in the area of the circuit board; Figure 3 shows an embodiment of the spring element;
Figur 4 einen Kunststofftragrahmen für die Leiterplatte bei einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik.Figure 4 shows a plastic support frame for the circuit board in a device according to the prior art.
In der Figur 1 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse (7) der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Ein das Gehäuse (7) auf der Oberseite (bezüglich der Darstellung in der Figur) abschließender Deckel ist nicht dargestellt. An der Unterseite der Vorrichtung befindet sich in einem mit dem Gehäuse (7) verbundenen Dämpfungsbecher (13) der Füllstandssensor (5), bestehend aus zwei temperaturabhängigen Widerstandselementen auf einem gemeinsamen Träger. Die Funktionsweise eines solchen Füllstandssensors ist beispielsweise aus der Europäischen Patentanmeldung 00 09 252 bekannt.Figure 1 shows a cross section through the housing (7) of the device according to the invention. A cover closing the housing (7) on the top (with respect to the representation in the figure) is not shown. On the bottom of the device, in a damping cup (13) connected to the housing (7), there is the fill level sensor (5), consisting of two temperature-dependent resistance elements on a common carrier. The functioning of such a fill level sensor is known, for example, from European patent application 00 09 252.
Anschlußdrähte (2) des Füilstandssensors (5) sind durch eine Wandung des Gehäuses (7) in das Gehäuseinnere geführt. Das gilt ebenso für die Anschlußdrähte (3) eines Steckerteiles (4), dessen Steckerkorb seitlich an das Gehäuse (7) angeformt ist. Die Anschlußdrähte (2, 3) sind mit einer Leiterplatte (1) verbunden, mit welcher weiterhin Anschlußstifte (14) eines SchaltungsträgersConnecting wires (2) of the level sensor (5) are led through a wall of the housing (7) into the housing interior. This also applies to the connecting wires (3) of a plug part (4), whose plug basket is molded onto the side of the housing (7). The connecting wires (2, 3) are connected to a circuit board (1), to which connecting pins (14) of a circuit carrier are also connected.
(6) verlötet sind. Der Schaltungsträger (6) kann dabei als Leiterplatte oder auch als Hybridkeramik ausgebildet sein und trägt die (in der Figur nicht dargestellte) Auswerteschaltung für die Signale des Füüstandssensors (5).(6) are soldered. The circuit carrier (6) can be designed as a circuit board or as a hybrid ceramic and carries the evaluation circuit (not shown in the figure) for the signals from the level sensor (5).
Die Leiterplatte (1) stellt die elektrischen Verbindungen zwischen
Fülistandssensor (5), Schaltungsträger (6) und Steckerteil (4) her.The circuit board (1) provides the electrical connections between
Level sensor (5), circuit carrier (6) and plug part (4).
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem ergibt sich daraus, daß durch die anwendungsbedingte Anordnung des Dämpfungsbechers (13) im Ölsumpf eines Kraftfahrzeuges, je nach Betriebszustand des Kraftfahrzeuges, auch im Inneren des Gehäuses (7) erhebliche Temperaturschwankungen auftreten.The problem underlying the invention arises from the fact that, due to the application-related arrangement of the damping cup (13) in the oil sump of a motor vehicle, considerable temperature fluctuations also occur inside the housing (7), depending on the operating state of the motor vehicle.
Durch die hierdurch bedingte thermische Ausdehnung bzw. Schrumpfung der
Anschlußdrähte (2,3) würden bei einer starren Anordnung insbesondere die
Lötverbindungen der Anschlußdrähte (2,3) mechanisch stark belastet, was zu
einem Ausfall des Gerätes führen könnte.Due to the resulting thermal expansion or shrinkage of the
Connecting wires (2,3) would in a rigid arrangement in particular
Solder joints of the connecting wires (2,3) are subjected to high mechanical stress, which leads to
could lead to a failure of the device.
Auf eine ausreichende Fixierung der Leiterplatte (1) und des Schaltungsträgers
(6) kann andererseits aber auch nicht verzichtet werden, da die Vorrichtung am Motor eines Kraftfahrzeuges auch erheblichen mechanischen Beanspruchungen
ausgesetzt ist. Es gilt somit, einen geeigneten Kompromiß zwischen
erforderlicher Beweglichkeit und ausreichender Fixierung der Anordnung im
Gehäuseinneren zu finden, wobei die Lösung konstruktiv besonders einfach und kostengünstig sein soll.On the other hand, adequate fixing of the circuit board (1) and the circuit carrier (6) is also essential, as the device on the engine of a motor vehicle is also subjected to considerable mechanical stress. It is therefore necessary to find a suitable compromise between
required mobility and sufficient fixation of the arrangement in the
The solution should be particularly simple and cost-effective in terms of construction.
Die erfindungsgemäße Lösung ist in der Figur 2 näher verdeutlicht. Hierzu zeigt
die Figur 2 eine Ausschnittsvergrößerung aus der Figur 1 im Bereich der
Leiterplatte (1).The solution according to the invention is illustrated in more detail in Figure 2. Figure 2 shows an enlarged detail from Figure 1 in the area of
Circuit board (1).
Zwischen der Gehäusefläche (8), die als Auflagefläche der Leiterplatte (1) im
Inneren des Gehäuses (7) dient, und der Leiterplatte (1) ist ein federndes
Element (10) angeordnet, welches die Leiterplatte um ein vorgebbares Maß von der Gehäusefläche (8) abhebt. Hierzu weist das federnde Element (10)
mindestens zwei federnde Arme (11) auf.Between the housing surface (8), which serves as the support surface of the circuit board (1) in the
Inside the housing (7) and the circuit board (1) is a spring-loaded
Element (10) is arranged, which lifts the circuit board by a predetermined amount from the housing surface (8). For this purpose, the spring element (10)
at least two spring arms (11).
Die Federkraft des federnden Elementes (10) verhindert so weitgehend
Vibrationen der Leiterplatte (1), ermöglicht aber einen Ausgleich vonThe spring force of the spring element (10) thus largely prevents
Vibrations of the circuit board (1), but allows compensation of
H »f MtlH »f Mtl
Längenänderungen der Anschlußdrähte (2,3) aufgrund thermischer Einflüsse. Die Beweglichkeit der Leiterplatte (1) wird hierbei nicht durch die Lötverbindungen an den Anschlußdrähten (2, 3) beeinträchtigt. Wie in der Figur 1 erkennbar ist, weisen sowohl die Anschlußdrähte (2, 3) des Füllstandssensors (5) wie auch des Steckerteiles (4) abgebogene Bereiche auf, welche einen Längenausgleich in Richtung auf die Leiterplatte (1) erlauben.Changes in the length of the connecting wires (2, 3) due to thermal influences. The mobility of the circuit board (1) is not affected by the soldered connections on the connecting wires (2, 3). As can be seen in Figure 1, both the connecting wires (2, 3) of the fill level sensor (5) and the plug part (4) have bent areas which allow length compensation in the direction of the circuit board (1).
Das federnde Element (10) ist ebenso wie die Leiterplatte (1) auf an das Gehäuse (7) angeformte Kunststoffzapfen (9) aufgesetzt, welche nach der Montage der Leiterplatte (1) auf Maß warmgestaucht werden.The spring element (10), like the circuit board (1), is placed on plastic pins (9) molded onto the housing (7), which are hot-stamped to size after the circuit board (1) has been installed.
Das federnde Element (10) kann Kontaktstreifen (12) in Form abgewinkelter Abschnitte aufweisen, welche in Ausnehmungen der Leiterplatte (1) eingreifen. Vorzugsweise besteht das federnde Element (10) aus Metall, wobei die Kontaktstreifen (12) mit der Leiterplatte (1) verlötet sind.The resilient element (10) can have contact strips (12) in the form of angled sections which engage in recesses in the circuit board (1). The resilient element (10) is preferably made of metal, with the contact strips (12) being soldered to the circuit board (1).
Hierdurch kann das federnde Element auch als elektrisches Verbindungselement zwischen den Leiterbahnen der Leiterplatte (1) fungieren bzw. sogar durch spezielle Ausgestaltungen von Anzahl und Anordnung der Kontaktstreifen (12) als Kodierungsmittel, z. B. für typspezifische Funktionen der Auswerteschaltung, vorgesehen sein.As a result, the resilient element can also function as an electrical connecting element between the conductor tracks of the circuit board (1) or even, through special configurations of the number and arrangement of the contact strips (12), be provided as a coding means, e.g. for type-specific functions of the evaluation circuit.
Eine mögliche Ausführungsform des federnden Elementes (10) zeigt die Figur 3. Dieses ist vorteilhaft als einfaches und kostengünstiges Blechstanzteil ausführbar. An einem Blechstreifen sind einstückig mehrere Kontaktstreifen (12) sowie mindestens zwei federnde Arme (11) (die in der Figur 3 dargestellte Ausführungsform weist vier federnde Arme auf) angeformt.Figure 3 shows a possible embodiment of the spring element (10). This can advantageously be designed as a simple and cost-effective stamped sheet metal part. Several contact strips (12) and at least two spring arms (11) (the embodiment shown in Figure 3 has four spring arms) are integrally formed on a sheet metal strip.
Die federnden Arme (11) sind in Gegenrichtung zu den Abwinklungen der Kontaktstreifen (12) abgebogen. Zur Fixierung auf den Kunststoffzapfen des Gehäuses weist das federnde Element zwei Ausnehmungen (15) auf.The spring arms (11) are bent in the opposite direction to the bends of the contact strips (12). The spring element has two recesses (15) to fix it to the plastic pin of the housing.
Zum Vergleich zeigt die Figur 4 einen Kunststofftragrahmen nach dem Stand der Technik zur federnden Lagerung der Leiterplatte.For comparison, Figure 4 shows a state-of-the-art plastic support frame for spring-loaded mounting of the circuit board.
Dieser ungleich komplexer aufgebaute Kunststofftragrahmen (16), der z. B. als Kunststoffspritzgußteil hergestellt ist, ist bedeutend kostenaufwendiger als dasThis much more complex plastic support frame (16), which is manufactured as a plastic injection molded part, is significantly more expensive than the
federnde Element, weiches bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Anbindung der Leiterplatte direkt am Gehäuse ermöglicht.springy element which, in the device according to the invention, enables the circuit board to be connected directly to the housing.
BezugszeichenüsteReference symbol
Vorrichtung zur Messung des Ölstandes in der Brennkraftmaschine eines KraftfahrzeugesDevice for measuring the oil level in the internal combustion engine of a motor vehicle
Claims (5)
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| DE29720210U DE29720210U1 (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Device for measuring the oil level in the internal combustion engine of a motor vehicle |
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