DE4209081A1

DE4209081A1 - Contact pin cooperating with flat electrode of capacitive press measuring cell - has contact surface provided by beaded edge at end of cylindrical bottom section of sheet metal contact pin

Info

Publication number: DE4209081A1
Application number: DE19924209081
Authority: DE
Inventors: Ivan Grgec-Messner; Wolfgang Porth; Klaus-Dieter Meese
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1992-03-20
Filing date: 1992-03-20
Publication date: 1993-09-23

Abstract

The contact pin (6) is made of a thin sheet metal with a spring characteristic, its top section curved round to form a conductor (17) cooperating with an electronic circuit (5), processing the press measuring values. The bottom section (18) of the contact pin forms a cylinder open along one side with a beaded edge (19) at its end for forming a contact surface for the flat electrode. The end of the contact pin bottom section (18) is notched at spaced prints across its width before being bent round into the cylinder, to allow formation of the beaded edge (19), without material overlap. USE - For providing electrical connections between capacitive press measuring cell and electronic signal processing circuit.

Description

Die Erfindung betrifft einen zum Einschieben in eine Boh rung eines Trägerteils ausgebildeten Kontaktstift zum Kontaktieren einer Flächenelektrode mittels einer stirn seitigen Kontaktfläche und zum Kontaktieren einer elek tronischen Schaltung mit dem entgegengesetzten Ende des Kontaktstiftes, insbesondere für einen kapazitiven Druck geber.The invention relates to a for insertion into a Boh tion of a carrier part trained contact pin Contacting a surface electrode using a forehead side contact surface and for contacting an elec tronic circuit with the opposite end of the Contact pin, especially for capacitive printing giver.

An solche Kontaktstifte werden verschiedene Forderungen gestellt:Various requirements are placed on such contact pins posed:

- Decoupling of the contact point of the surfaces electrode of mechanical and by temperature river-related tensions,
- flexible and largely tension-free contact the electronic circuit,
- Adaptation to different bore diameters (to compensate for manufacturing tolerances),
- Ensuring perfect contact the surface electrode with electrically conductive Adhesive,
- Solderability and adhesiveness of the material of the con clock pin,
- Adaptation of the material of the contact pin to the Coefficient of thermal expansion of the material of the Carrier part.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Kontakt stift der eingangs genannten Art zu entwickeln, welcher die vorstehenden Forderungen möglichst optimal erfüllt.The invention is based on the problem of a contact to develop a pen of the type mentioned at the outset fulfills the above requirements as optimally as possible.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kontaktstift ein dünnwandiges Blechteil aus einem fe dernden Material ist, welches einen oberen, zum Verbinden mit einer Elektronik umbiegsamen, bandförmigen Leiterbe reich und einen zu einem in Umfangsrichtung nicht ganz geschlossenen Zylinder gebogenen, in die Bohrung eingrei fenden Klemmbereich hat und welches zur Bildung der Kon taktfläche eine nach innen gerichtete Umbördelung an sei ner Stirnseite aufweist.This problem is solved according to the invention in that the contact pin is a thin-walled sheet metal part made of a fe derdenden material, which is an upper, for connecting with an electronic flexible, band-shaped conductor rich and not quite one in the circumferential direction closed cylinder bent into the hole has the clamping area and which to form the con tact area an inward flanging on ner end face.

Ein solcher Kontaktstift ist sehr kostengünstig herstell bar und erfüllt dennoch alle die vorgenannten Forderun gen. Er eignet sich insbesondere für die Kontaktierung der Elektroden einer kapazitiven Druckmeßzelle. Durch den nach innen gebogenen, ringförmigen Bördelrand ist gewähr leistet, daß bei der Montage der zuvor auf die Elektrode aufgebrachte, elektrisch leitfähige Klebstoff einwandfrei in die Bohrung des Trägerteils gelangt. Gleichzeitig wird sichergestellt, daß überflüssiger Klebstoff durch die of fene, innere Fläche des Kontaktstiftes entweichen kann. Der Durchmesser des Kontaktstiftes kann so ausgelegt wer den, daß er etwas größer ist als der maximale Durchmesser der Bohrung im Trägerteil. Da der Klemmbereich des Kontaktstiftes federnd ausgebildet ist, können unter schiedliche Bohrungsdurchmesser problemlos kontaktiert werden. Ferner ist durch diese Ausbildung eine einwand freie Positionierung des Kontaktstiftes in der Bohrung vor dem Aushärten des Klebstoffes gewährleistet, da er immer unter einer Klemmspannung in ihr sitzt. Die Kontak tierung der Flächenelektrode ist aufgrund des erfindungs gemäßen Kontaktstiftes besonders sicher, weil die Kontak tierung des metallischen Kontakts des Kontaktstiftes mit der Elektrode durch den zwischen Kontaktstift und Elek trode eingepreßten, elektrisch leitfähigen Klebstoff er folgt.Such a contact pin is very inexpensive to manufacture cash and yet meets all of the above requirements gen. It is particularly suitable for contacting the electrodes of a capacitive pressure measuring cell. By the inward, ring-shaped flange edge is guaranteed does that when mounting the previously on the electrode applied, electrically conductive adhesive perfectly gets into the bore of the carrier part. At the same time ensures that superfluous adhesive by the of fene, inner surface of the contact pin can escape. The diameter of the contact pin can be designed in this way that it is slightly larger than the maximum diameter the hole in the carrier part. Since the clamping area of the Contact pin is resilient, can different bore diameters contacted easily will. Furthermore, this training is a problem free positioning of the contact pin in the hole guaranteed before the adhesive hardens as it always sits under a clamping tension in it. The contact The surface electrode is due to the invention according contact pin particularly safe because the contact tation of the metallic contact of the contact pin with the electrode through the between contact pin and elec trode pressed, electrically conductive adhesive follows.

Der Kontaktstift ist nach dem Aushärten des Klebstoffes besonders stabil in der Bohrung gehalten, wenn gemäß ei ner vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung der Klemm bereich im noch nicht gebogenen Zustand an seinen gegen überliegenden Längsseiten nahe seines stirnseitigen Endes jeweils eine Ausnehmung aufweist.The contact pin is after the adhesive has hardened held particularly stable in the bore if according to egg ner advantageous development of the invention of the clamp area in the not yet bent state on its opposite overlying long sides near its front end each has a recess.

Das Umbördeln der unteren Stirnfläche des Blechteiles er fordert besonders geringe Kräfte, wenn in der im noch nicht umgebördelten Zustand nach unten weisenden Stirn fläche des Blechteiles mehrere kerbenförmige Einschnitte vorgesehen sind.Flanging the lower face of the sheet metal part calls for particularly low forces, if in the still forehead not flanged down surface of the sheet metal part several notch-shaped incisions are provided.

Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der Kontaktstift aus einem Material besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient etwa dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials des Trägerteils entspricht.It is also advantageous if the contact pin is off a material whose coefficient of thermal expansion about the coefficient of thermal expansion of the material of the Carrier part corresponds.

Die Erfindung läßt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Erläuterung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend be schrieben. In ihr zeigen die The invention allows various embodiments. For further explaining their basic principle is one of them shown in the drawing and will be below wrote. They show in her

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Druck geber mit den erfindungsgemäßen Kontakt stiften, Fig. 1 is a vertical section through a pressure pins encoder with the inventive contact,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Meßzelle des Druck gebers nach Fig. 1, Fig. 2 shows a section through a measuring cell of the pressure transducer of FIG. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines oberen Teils der Meßzelle, Fig. 3 is a perspective view of an upper portion of the measuring cell,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines unteren Teils der Meßzelle, Fig. 4 is a perspective view of a lower portion of the measuring cell,

Fig. 5 eine Seitenansicht eines Kontaktstiftes nach der Erfindung, Fig. 5 is a side view of a contact pin according to the invention,

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Kontaktstift, Fig. 6 is a plan view of the contact pin,

Fig. 7 eine Ansicht eines noch nicht zu einem Kon taktstift gebogenen Blechteiles. Fig. 7 is a view of a sheet metal part not yet bent to a con tact pin.

Der in Fig. 1 als Ganzes im Schnitt dargestellte Druck sensor hat in einem Gehäuse 1 eine auf einem O-Ring 2 aufliegende kapazitive Meßzelle 3. Diese Meßzelle 3 wird über eine Bohrung 4 von der Unterseite her mit dem zu messenden Druck beaufschlagt. Die sich durch die Druckbe aufschlagung ändernde Kapazität der Meßzelle 3 wird von einer Elektronik 5 verarbeitet, welche über Kontaktstifte 6 mit der Meßzelle 3 Verbindung hat. Kontakte 7 dienen dem Anschluß von nicht gezeigten Meßleitungen an den Druckgeber.The pressure sensor shown as a whole in section in FIG. 1 has a capacitive measuring cell 3 resting on an O-ring 2 in a housing 1 . This measuring cell 3 is acted upon by a bore 4 from the bottom with the pressure to be measured. The changing of the pressure loading capacity of the measuring cell 3 is processed by electronics 5 , which has 3 contact pins 6 with the measuring cell. Contacts 7 are used to connect measuring lines, not shown, to the pressure transmitter.

Der prinzipielle Aufbau der Meßzelle 3 ergibt sich aus Fig. 2. Diese hat ein elektrisch isolierendes, steifes, relativ dickwandiges Trägerteil 8 und eine durch Glaslot 9 von ihm beabstandete, elastische Membrane 10. Einander zugewandt sind auf dem Trägerteil 8 eine Flächenelektrode 11 und auf der Membrane 10 eine weitere Flächenelektrode 12. Die Membrane 10 ist im eingebauten Zustand der Meß zelle 3 der Bohrung 4 des Druckgebers zugewandt, so daß sie sich in Abhängigkeit vom Druck verformen kann, wo durch sich der Abstand der Flächenelektroden 11, 12 und damit die Kapazität der Meßzelle 3 verändert.The basic structure of the measuring cell 3 is shown in FIG. 2. This has an electrically insulating, rigid, relatively thick-walled carrier part 8 and an elastic membrane 10 spaced from it by glass solder 9 . A surface electrode 11 faces each other on the carrier part 8 and a further surface electrode 12 on the membrane 10 . The membrane 10 is in the installed state of the measuring cell 3 facing the bore 4 of the pressure transducer, so that it can deform depending on the pressure, where the distance between the surface electrodes 11 , 12 and thus the capacity of the measuring cell 3 changes.

Um diese Kapazitätsänderung erfassen zu können, müssen die Flächenelektroden 11, 12 mittels der Kontaktstifte 6 kontaktiert werden. Hierzu sind, was die Fig. 3 zeigt, im Trägerteil 8 dieses axial durchdringende Bohrungen 13, 14, 15 vorgesehen, in welche jeweils ein Kontaktstift 6 (Fig. 1) eingeschoben werden kann. Die Fig. 3 läßt erken nen, daß am Trägerteil 8 zusätzlich zur Flächenelektrode 11 eine ringförmige Elektrode 16 angeordnet ist, welche der Abschirmung dient. In Fig. 4 ist die Membrane 10 mit der Flächenelektrode 12 dargestellt. Die Flächenelektro den 11, 12 und die ringförmige Elektrode 16 werden durch jeweils einen Kontaktstift 6 (siehe Fig. 1) dadurch kon taktiert, daß der Kontaktstift 6 in der Bohrung 13, 14 oder 15 sitzt und seine untere Stirnseite über einen elektrisch leitenden Kleber die Elektroden 11, 12, 16 kontaktiert.In order to be able to detect this change in capacitance, the surface electrodes 11 , 12 must be contacted by means of the contact pins 6 . For this purpose, what is shown in FIG. 3, in the support part 8 of this axially penetrating holes 13, 14, 15, in each of which a pin 6 (Fig. 1) can be inserted. The Fig. 3 can erken nen that an annular electrode on the support part 8 in addition to the surface electrode 11 is arranged 16, which serves to shield. In FIG. 4, the diaphragm 10 is shown with the surface electrode 12. The surface electrodes 11 , 12 and the ring-shaped electrode 16 are each contacted by a contact pin 6 (see FIG. 1) by contact pin 6 being seated in the bore 13 , 14 or 15 and its lower end face being connected via an electrically conductive adhesive Electrodes 11 , 12 , 16 contacted.

Die Fig. 5 zeigt gegenüber Fig. 1 stark vergrößert einen Kontaktstift 6. Dieser hat zum Verbinden mit der Elektronik 5 einen relativ schmalen, bandförmigen, um biegsamen Leiterbereich 17 und zum Einsetzen in die je weilige Bohrung 13, 14, 15 einen Klemmbereich 18. Das un tere Ende des Klemmbereiches 18 besitzt eine nach innen gerichtete Umbördelung 19, welche, was die Fig. 6 zeigt, eine Ringfläche bildet. Ebenfalls erkennbar ist in Fig. 6, daß der Klemmbereich 18 einen nicht ganz geschlossenen Zylinder bildet. The Fig. 5 is compared with FIG. 1 greatly enlarged a contact pin 6. This has a relatively narrow, band-shaped, flexible conductor region 17 for connection to the electronics 5 and a clamping region 18 for insertion into the respective bore 13 , 14 , 15 . The un lower end of the clamping area 18 has an inward flange 19 , which, as shown in FIG. 6, forms an annular surface. It can also be seen in FIG. 6 that the clamping area 18 forms a cylinder which is not completely closed.

In der Fig. 7 ist ein noch im ebenen Zustand befindli ches Blechteil 20 gezeigt, aus welchem der Kontaktstift 6 gebogen wird. Zu sehen sind der relativ breite Klemmbe reich 18, welcher zu einem nicht ganz geschlossenen Zy linder zu biegen ist und der Leiterbereich 17. Weiterhin läßt die Fig. 7 erkennen, daß nahe der unteren Stirn seite des Klemmbereiches 18 in beiden Längsseiten einan der gegenüberliegend jeweils eine Ausnehmung 21, 22 in den Längsseiten vorhanden ist. Weiterhin ist zu sehen, daß in der umzubördelnden Stirnseite mehrere Einschnitte 23, 24, 25 vorgesehen sind.In FIG. 7, a befindli ches still in the planar condition sheet metal part 20 is shown, from which the contact pin 6 bent. You can see the relatively wide Klemmbe rich 18 , which is to bend to a not completely closed cylinder and the conductor region 17th Furthermore, Fig. 7 shows that close to the lower end 18 side of the clamping area in the two longitudinal sides of the Einan opposite a respective recess 21, 22 is provided in the longitudinal sides. It can also be seen that several incisions 23 , 24 , 25 are provided in the end face to be flanged.

Claims

1. For insertion into a bore of a carrier part made of contact pin for contacting a surface electrode by means of an end face contact surface and for contacting an electronic circuit with the opposite end of the contact pin, in particular for a capacitive pressure sensor, characterized in that the contact pin ( 6 ) is a thin-walled sheet metal part ( 20 ) made of a resilient material which has an upper, band-shaped conductor region ( 17 ) which can be bent for connection to electronics ( 5 ) and which is bent towards a cylinder which is not completely closed in the circumferential direction, into the bore ( 13 , 14 , 15 ) engaging Klemmbe rich ( 18 ) and which has an inward flanging ( 19 ) on its end face to form the contact surface.

2. Contact pin according to claim 1, characterized in that the clamping region ( 18 ) in the not yet bent state on its opposite longitudinal sides near its front end each has a recess ( 21 , 22 ).

3. Contact pin according to claims 1 or 2, characterized in that in the not yet flanged to face downward facing end face of the sheet metal part ( 20 ) several notch-shaped incisions ( 23 , 24 , 25 ) are seen before.

4. Contact pin according to at least one of the preceding claims, characterized in that it consists of a Ma material, the coefficient of thermal expansion approximately corresponds to the coefficient of thermal expansion of the material of the carrier part ( 8 ).