DE3131873A1 - Druckgeber, insbesondere fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

• Druckgeber, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
• (Zusatz zu P 29 46 515.2) Die Erfindung betrifft einen Druckgeber zur Erfassung eines Druckes, insbesondere des Ansaugluftdruckes einer als Antrieb eines Kraftfahrzeuges dienenden Brennkraftmaschine, mit einer dem Druck ausgesetzten Membran oder Membrandose, deren Zentrum sich druckabhängig bewegt und dabei den Abstand zwischen einem Dauermagneten und einem diesem gegenüber angeordneten Hall-IC verändert, wobei zur Erzielung eines möglichst linearen Zusammenhanges zwischen der Ausgangsspannung des Hall-IC und der magnetischen Induktion der Hall-IC und der Dauermagnet gleichachsig zueinander angeordnet sind. Ein Druckgeber dieser Art ist Gegenstand des Hauptpatents (der Hauptanmeldung P 29 46 515.2).
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine als geschlossene Einheit handhabbare und einbaubare Baugruppe zu schaffen, welche einen Druckgeber dieser Art und ein elektronisches Steuergerät umfaßt, wobei sowohl der Druckgeber als auch das Steuergerät für sich allein hergestellt und auf seine funktionelle Brauchbarkeit geprüft werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.
• Die Erfindung ist nachstehend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben, welche in der Zeichnung dargestellt sind.
• Es zeigen: Figur 1 eine erste Baugruppe in ihrem axialen Längsschnitt und Figur 2 in ihrem entlang dem gebrochenen- Linienzug 11/11 in Figur 1 geführten Halbschnitt, Figur 3 den Druckgeber für sich allein in seinem axialen Längsschnitt und Figur 4 eine zweite Baueinheit, ebenfalls im Längsschnitt.
• Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 ist der in Figur 3 einzeln dargestellte Druckgeber verwendet, welcher in einem aus magnetisch leitenden Werkstoff hergestellten Gehäuse 1 eine Doppelmembrandose 2 aus dünnem Blech, vorzugsweise CuBe, enthält, welche aus zwei Dosenhälften 3 und 4 zusammengesetzt ist.
• Diese Dosenhälften sind untereinander entlang ihrem Rand druckdicht verlötet oder verschweißt. Die in den Figuren 1 bis 3 obenliegend dargestellte Dosenhälfte 3 sitzt auf einem mit einer nicht dargestellten, durchgehenden Längsbohrung versehenen Tragstutzen 5, der mit einem Schraubgewinde 6 versehen ist und in einem abgesetzten Hals 7 endigt.
• In der in den Figuren 1 und 3 dargestellten Ausführungsform ist die Doppelmembrandose 2 mitttels einer auf das Gewinde 6 des Tragstutzens 5 aufgeschraubten Mutter 8 zentrisch in einer Tragscheibe 10 befestigt. Diese trägt an ihrem Außenumfang ein Feingewinde 11, mit welchem sie mehr oder weniger tief in ein in die Bohrung 12 des Gehäuses 1 eingeschnittenes, nicht näher bezeichnetes Gegengewinde eingedreht werden k-ann, wobei ihre jeweilige Stellung durch eine vorgespannte, in der Bohrung 12 untergebrachte Schraubenfeder 13 gesichert wird.
• Die zweite Dosenhälfte 4 trägt in ihrem Zentrum einen aus Kobalt-Samarium hergestellten Dauermagneten 15.
• Dieser ist parallel zu der gemeinsamen Achse 16 des Tragstutzens 5 und der beiden Dosenhälften 3 und 4 polarisiert und wird in Richtung dieser Achse verstellt, wenn sich der im Innenraum der Doppelmembrandose 2 wirksame Druck ändert.
• Die freie Polfläche des Dauermagneten 15 steht mit einem sich linear mit den Druckschwankungen ändernden Abstand einem Hall-IC 17 gegenüber, der auf einer Isolierstoff-Tragplatte 18 sitzt und mit drei auf der Tragplatte befestigten Anschlußfahnen verbunden ist, von welchen in Figur 3 nur eine Anschlußfahne bei 19 angedeutet ist.
• Um einen möglichst linearen Zusammenhang zwischen den durch die oben erwähnten Druckschwankungen verursachten Abstandsänderungen des Dauermagneten 15 vom Hall-IC 17 und den sich dabei ändernden Induktionswerten zu erreichen, ist an der vom Dauermagneten 15 abgekehrten Rückseite des Hall-IC ein zweiter, ebenfalls aus Kobalt-Samarium hergestellter Dauermagnet 20 vorgesehen, welcher' gleichachsig zu der gemeinsamen Achse 16 und dem ersten Dauermagneten 15 angeordnet ist und dem Hall-IC 17 mit einem gleichnamigen Pol wie der erste Dauermagnet 15 gegenübersteht. Der zur Einstellung des Nullpunktes der auf den Hall-IC 17 einwirkenden Induktion dienende Kompensationsmagnet 20 sitzt auf der freien Stirnseite eines Abstandshalters 21, der mit einer Stellscheibe 22 verbunden ist, die an ihrem Außenumfang ein Feingewinde 23 trägt, mit welchem sie in ein nicht näher bezeichnetes Muttergewinde in der unteren Bohrung 24 eingedreht werden kann.
• Mit diesem Feingewinde ist der-Abstand zwischen der Unterseite des Hall-IC und dem Kompensations-Magnet 20 einstellbar; er wird durch eine in die Bohrung 24 eingesetzte Schraubenfeder 25 gesichert.
• Die dargestellte, oben beschriebene Anordnung erlaubt es, den Druckgeber nach Figur 3 nach seinem Zusammenbau so zu justieren, daß die Ausgangsspannung des Hall-IC in dem interessierenden Druckbereich hinsichtlich der Lage des Nullpunktes und der Steilheit vorgegebene Kennwerte aufweist.
• In der Anordnung nach Figur 1 und 2 ist der Druckgeber mit seinem im Außendurchmesser kleiner gehaltenen Fußteil 26, welcher die Gewindescheibe 22 und die Schraubenfeder 25 enthält, in ein als Zwischenboden 28 ausgebildetes Kunststoffpreßteil eingesetzt, welches zusammen mit einem ebenfalls aus Kunststoff gepreßten Oberteil 30 den Druckgeber nach Figur 3 einschließt und erforderlichenfalls luft- und feuchtigkeitsdicht abgeschlossen werden kann. Der Hals 7 des Druckgebers ragt in die Längsbohrung 31 eines an das Oberteil 30 angeformten Anschlußstutzens 32 hinein, auf welchen ein nicht dargestellter Verbindungsschlauch aufgeschoben werden kann, mit welchem der Innenraum 31 des Anschlußstutzens 32 an das Ansaugrohr einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angeschlossen werden kann und dann den im Ansaugrohr herrschenden Unterdruck in der Doppelmembrandose 2 zur Wirkung bringen kann. Der Hals 7 ist gegenüber dem im Oberteil 30 herrschenden Außenluftdruck durch einen Gummiring 33 abgedichtet, wobei das Eindringen von Feuchtigkeit durch ein in eine Druckausgleichsöffnung 34 eingesetztes, scheibenförmiges Teflonelement 35 verhindert werden kann. An den aufeinanderliegenden Stirnflächen des Oberteils 30 und des Zwischenbodens 28 ist ein ringförmig verlaufender Dichtwulst 36 und eine diesen Dichtwulst aufnehmende Ringnut 37 vorgesehen.
• Der Zwischenboden 28 des den Druckgeber einschließenden Gehäuses dient als Deckel eines topfförmigen Bodenteils 40, das ebenfalls aus Kunststoff gepreßt ist und eine von seiner Oberseite 41 bis zur Unterseite 42 durchgehende Aussparung 43 enthält. Diese ist nach unten hin durch eine Metallplatte 44 abgeschlossen, die als Wärmesenke für eine Halbleiterschaltung 45 dient. Diese ist ein Transistor-Spulenzündgerät, dessen Schaltzeitpunkt in Abhängigkeit von dem im Ansaugrohr herrschenden Druck verschoben wird und damit zu einer druckabhängigen Verstellung des Zündzeitpunktes führt. Zur druckabhängigen Verstellung ist der Hall-IC 17 mit drei Anschlußfahnen 46 versehen, die mit jeweils einer von drei dünnen, blattförmigen Verbindungsleitungen 47 verlötet sind.
• Diese Verbindungsleitungen 47 sind in der in Figur 1 dargestellten Weise vom Kunststoff des Bodenteils 40 so umspritzt, daß ihr in die Aussparung 43 hineinragender, abgewinkelter Endabschnitt 48 einen Lötstützpunkt für eine flexible Anschlußfahne 49 bildet, welche zu dem Halbleiter-IC 45 führt. Am gegenüberliegenden Rand der Halbleiterschaltung 45 sind in den Werkstoff des Unterteils 40 eingespritzte Steckerzungen 50 vorgesehen, welche an ihren in die Aussparung 43 hineinragenden Endabschnitten über je einen Anschlußdraht 51 (Figur 1) mit dem Halbleiter-IC 45 verbunden sind und an ihrem anderen Endabschnitt 52 in den Innenhohlr-aum 53 einer an den Bodenteil 40 einstückig angeformten Steckerbuchse 54 hineinragen, wo sie durch eine passende Steckermuffe angeschlossen werden können.
• Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Halbleiter-IC 45 luft- und feuchtigkeitsdicht mit einer Silicon-Gel-Schicht vergossen. Diese Vergußschicht 55 schließt auch einen Großteil der Anschlußdrähte 49 und 51 ein.
• Wie der in Figur 1 dargestellte Axialschnitt erkennen läßt, sind an der Unterseite des Zwischenbodens 28 Dichtrippen 56, 57 angeordneta die in passende Aussparungen 58, 59 an der Oberseite 41 des Unterteils 40 eingreifen und dort mit diesem durch Klebstoff dicht verbunden sind.
• Der besondere Vorteil der oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Vereinigung von einer elektronischen und einer elektronisch-mechanischen Baueinriehtung zu einer einheitlichen Baugruppe besteht darin, daß diese Vereinigung in raumsparender und montagesicherer Weise erfolgen kann, wobei sich eine hohe Langzeitstabilität ergibt und geringe Kosten entstehen.
• In Figur 4 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das sich gegenüber denjenigen nach den Figuren 1 und 2 dadurch vorteilhaft unterscheidet, daß der in Figur 3 dargestellte Unterdruckgeber auf dem Kopf stehend eingebaut werden kann und zu Prüf- und Justierungszwecken uneingeschränkt zugänglich ist, solange das in Figur 4 bei 60 angedeutete, sehr einfach aufgebaute, aus Kunststoff hergestellte Gehäuse-Oberteil noch nicht aufgesetzt ist. In dieser Ausführungsvariante erfolgt die Zuführung des Druckes bzw. des im Ansaugrohr einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine herrschenden Unterdruckes - abweichend von dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 - über den an den ebenfalls aus Kunststoff hergestellten Zwischenboden 62 angeformten Anschlußstutzen 63, dessen Längsbohrung 64 bis zu einem zentralen Ringraum 65 geführt ist, in welchen der zur Verbindung mit der Doppelmembrandose 2 dienende Hals 7 des Druckgebers hineinragt. Das Metallgehäuse 1 des Druckgebers, der im übrigen wie in Figur 3 dargestellt ausgebildet ist, wird durch mehrere an der Oberseite des Zwischenbodens 62 angeordnete, elastisch ausgebildete Zungen 66 abgestützt; er wird beim Aufsetzen des Gehäuseoberteils 60 durch ein auf den Fußteil 26 des Druckgebers aufgesetztes Moosgummikissen 67 so festgehalten, daß der Druckgeber auch stärksten, beim Betrieb auf Kraftfahrzeugen auftretenden Schüttelbeanspruchungen standhalten kann.

Claims (12)

1. Ansprüche Druckgeber zur Erfassung eines Druckes, insbesondere des Ansaugluftdruckes einer Brennkraftmaschine, mit einer den-Druck ausgesetzten--Membran oder Membrandose, deren Zentrum sich druckabhängig bewegt und dabei den Abstand zwischen einem Dauermagneten und einem diesem gegenüber angeordneten Hall-IC verändert, wobei zur Erzielung eines möglichst linearen Zusammenhanges zwischen der Ausgangsspannung des Hall-IC und der magnetischen Induktion der Hall-IC und der Dauermagnet gleichachsig zueinander angeordnet sind, insbesondere nach P 29 46 515.2, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Druckgeber einschließendes Gehäuse (30, 60) als Deckel eines topfförmigen Bodenteiles (40) ausgebildet ist, in welchem ein elektronisches Schaltgerat (45), insbesondere ein in Abhängigkeit vom Druck arbeitendes Zündverstellgerät luft- und feuchtigkeitsdicht untergebracht ist.
2. 2. Druckgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem den Druckgeber einschließenden Gehäuse (30, 60) ein aus Kunststoff hergestellter Zwischenboden (28) angeordnet ist und daß im Bodenteil (40) eingeformte, zum Anschluß des elektronischen Schaltgeräts (45) dienende Anschlußstreifen (47) eingeformt sind, welche durch den Zwischenboden (28, 62) hindurchgesteckt sind und in den Innenraum des Gehäuseoberteils (30, 60) hineinragen.
3. 3. Druckgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (7) des Druckgebers durch eine den Hals umschließende Dichtung, insbesondere Ringdichtung (33) gegenüber einem Anschlußstutzen (32) abgedichtet ist, der einen Innenhohlraum (31) enthält, mit welchem die Membrandose (2) in Druckverbindung steht.
4. Druckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnete (15, 20) und der Hall-IC (17) in zueinander gleichachsiger Anordnung in einem aus magnetisch leitendem Werkstoff hergestellten Gehäuse (1) untergebracht sind.
5. 5. Druckgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zwei zueinander gleichachsige Bohrungen (12, 24) mit je einem Muttergewinde, insbesondere Feingewinde (11, 23) enthält, in welchem je eine von zwei die Magneten (15, 20) tragende Scheiben (10, 22) einschraubbar sind.
6. 6. Druckgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Bohrungen (12, 24) jeweils eine von zwei Druckfedern (13, 25) angeordnet ist, durch welche das Spiel der eingeschraubten Scheiben (10, 22) beseitigt ist.
7. 7. Druckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an das aus Kunststoff hergestellte Oberteil (30) ein Anschlußstutzen (32) angeformt ist.
8. 8. Druckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Zwischenboden (62) ein Anschlußstutzen (63) angeformt ist.
9. 9. Druckgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den aus Kunststoff hergestellten Bodenteil (40) Anschlußfahnen (48, 50) eingeformt sind, deren Endabschnitte in den zur Aufnahme des elektronischen Schaltgerätes (45) dienenden Hohlraum (43) des Bodenteils (40) hineinragen.
10. 10. Druckgeber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an den Bodenteil (40) eine Steckerbuchse (54) angeformt ist, in welcher die nach außen geführten, zungenförmig gestalteten Anschlußfahnen (50) zugänglich sind.
11. 11. Druckgeber nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme des Schaltgerätes (45) dienende Hohlraum (43) als eine von der Oberseite (41) bis zur Unterseite (42) des Bodenteils (40) durchgehende Aussparung ausgebildet ist, die an der Unterseite durch eine Metallplatte (44) abgeschlossen ist.
12. 12. Druckgeber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (43) mindestens teilweise mit einer feuchtigkeitsdichten Vergußmasse (55), insbesondere aus Silicon-Gel ausgegossen ist.