EP1005693B1 - Ultrasonic converter with a board for an electric circuit arranged in the longitudinal direction of the converter - Google Patents
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- EP1005693B1 EP1005693B1 EP98948834A EP98948834A EP1005693B1 EP 1005693 B1 EP1005693 B1 EP 1005693B1 EP 98948834 A EP98948834 A EP 98948834A EP 98948834 A EP98948834 A EP 98948834A EP 1005693 B1 EP1005693 B1 EP 1005693B1
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- ultrasonic transducer
- housing
- transducer according
- circuit board
- conducting foil
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- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
- G10K11/004—Mounting transducers, e.g. provided with mechanical moving or orienting device
Definitions
- the invention relates to an ultrasonic transducer, in particular for a distance warning system in motor vehicles, with the Features of the preamble of claim 1.
- Warning systems of this type are not used for the driver to report recognizable obstacles in the vicinity of the vehicle and to help the driver with parking and maneuvering his. Due to the constantly growing parking space a growing need for such parking assistance systems which usually have multiple ultrasonic transducers at the rear and front bumper. Since also such Parking assistance systems used for cheaper vehicle types should be, it is desirable to build and the To simplify the ease of installation of the ultrasonic transducers.
- the basic structure of such ultrasonic transducers is described for example in DE-OS 38 26 799.
- an ultrasonic transducer which in one housing is provided with a piezo crystal Resonator and has an electrical circuit.
- the electrical connection of the electrical components takes place using cables and contact pins.
- the problem is that the connection technology of the known ultrasonic transducer is complex.
- the invention is therefore based on an ultrasonic transducer, such as it results from EP-A-0 283 823.
- the invention therefore consists in the Electronic circuit-bearing board (often also as PCB) no longer crossways in the usual way to the longitudinal direction of the housing, but this in insert essentially in the longitudinal direction of the transducer. This results in many advantageous training opportunities, as explained below.
- PCB Electronic circuit-bearing board
- connection lines can improve the second connecting lines by resilient contact arms preferably cast with the housing be educated.
- the second connection lines by extending in the longitudinal direction of the housing resilient contact arms formed, so in other words, the Connector pins also the second connecting lines form.
- the contact arms can be partially shed with the housing must be. It is also sufficient if they are in appropriate recesses are inserted and guided by these become.
- the second connection line be provided with electrical contacts, which PCB side with contacts of a contact strip on the Board are releasably connected.
- the spring arms springy to ensure permanent contact to ensure slight changes in the position of the circuit board.
- the contact springs ensure one on the PCB directional bias, which they also mechanically hold in the given position.
- the resilient contact arms are shed with the housing at the same time for a good connection and a firm hold this arms in the case.
- connection board also as flexible conductor foil can be configured, as explained above. It can a corresponding guide groove on each side of the film or Plate may be provided or only one-sided Leadership.
- the circuit board can thus be easier With their edges in the parallel grooves inserted and held by the first housing part.
- the first housing part with is provided lateral holding arms that the guide grooves wear and in the assembled state of the housing in the Interior of the second housing part protrude, the contacts the circuit board with the resilient contact arms of the second Housing part are connected, so that because of the projecting Arms the platinum is easily accessible for measurement purposes.
- the second contact arm Housing part are joined together with the first housing part, the resilient contact arms on the associated Attack the contacts of the contact strip on the circuit board.
- the resilient contact arms clamp the circuit board Direction of the interior of the housing of the first housing part before and thus hold the circuit board firmly in the desired Location.
- the resilient Contact arms extend in the radial direction and in one radially outgoing connector from the second housing part lead.
- the contact arms come out in the radial direction the connector of the first housing part and can thereby obtained a comparatively large length. This in turn can improve the spring action Take advantage of contact arms.
- the arms can comparatively long and without complicated shape.
- the two Join housing parts particularly easily and detachably.
- the connecting cables are not to be soldered individually Wires still through resilient contact arms, but through one flexible conductor foil formed. This eliminates the need for soldering of the individual connecting lines to the contacts of the circuit board. Rather, all contacting processes can be carried out in one single operation.
- the flexible circuit film will only position the board slightly curved. Otherwise, the film can be made from one heavy-duty thermally stable material, so that also pouring or foaming the housing Connection line (conductor foil) not damaged.
- a strain relief is created because, for example jagged edge structures undercuts for example with regard to the pouring mass, which the Secure the circuit foil or the circuit board and thus simultaneously provide strain relief for the connecting lines.
- connection lines can be freely selected by the converter.
- this connection In particular, the use of the combination of characteristics is recommended according to claim 13.
- the contacting of the second connection lines to the connecting several converters with a central control Cable set can be made through simple contactable districts on the protruding part of the second connecting line exist. These districts can be accessed through a waterproof connector according to the combination of features according to claim 15, so that you get a flexible connecting cable for the converter.
- connection option to the cable set is in the Feature combination according to claim 16 described.
- the cable set also preferably consists of a flexible conductor film, so that to connect the converter to the Cable set only the two foils e.g. through plated-through hole or stamp soldering must be connected.
- connection options can prove themselves here for example a contact rivet or the like.
- a strain relief clamp is provided, the possibility of movement of the conductor foils in the longitudinal direction prevent the conductor tracks.
- These clamps can be used directly be attached in the contacting area and at one corresponding structure of the clamp also the Make contact.
- the housing of the converter shown in Fig. 1 consists of a first housing part 1 and a second housing part 2, wherein the second housing part partially broken open in the figures is shown.
- the first housing part has two protruding one another opposite holding arms 3, the two guide grooves 4th wear which for guiding and receiving the edges 5 of the PCB 6 serve. So that the circuit board 6 between the holding arms 3 are inserted and held by them.
- the circuit board is provided with a contact strip 7 which from individual contacts 8 on the second housing part 2 facing end 9 of the circuit board 6 are arranged. How are readily apparent when installing the circuit board 6 the contacts 8 are easily accessible from the outside in the holding arms 3, so that alignment measurements for those on the printed circuit board 6 circuits are carried out without difficulty can be.
- the second housing part 2 with the first housing part 1 via its locking tabs 10 put together, which shown recesses 13 on the second housing part 2 in the assembled state engage behind.
- the rotational position of the sensor when installed in a bumper to define, the second housing part 2 is asymmetrical arranged recesses 33 provided. This will create a correct position of the two housing parts to each other enforced.
- a guide lug 14 on the External surface of the second housing part 2 is provided.
- the location in Longitudinal direction of the sensor is revolving Projection 15 set.
- the invention is not based on the application of the contact strip limited to the side 9 of the circuit board 6.
- Appropriate Contacts can also be found on the opposite page 19 of the Printed circuit board are provided and for example Contacting this plate with that in the resonator 18th located piezo crystal serve. You can do this as well in turn, spring arms are provided, which at one end attack the piezo crystal and join them at their other end Contacts, not shown, on the circuit board side 19 attack.
- the resonator 18 can, for example, be a Have use, which the resilient contact between the housing of the resonator or the piezo crystal on the a page and the contacts on page 19 of the Ensure circuit board 6.
- Holding arms 3 constructed as a 3D-MID part (conductive plastic), can still be used for contacting serve between resonator 18 and circuit board 6.
- the first housing part 1 of can be fitted on both sides in the longitudinal direction of the converter, whereby the circuit board 6 is inserted from one side and from the other side resonator 18 and plug 17 be inserted.
- Fig. 2 shows an exploded view of a another view of the converter according to Fig. 1.
- the resilient contact arms 20 are particularly important to the invention, the radial direction of a not shown radially arranged connector 21 in the interior of the extend second housing part 2.
- the spring arms 20 wear on them in the interior of the second housing part 2 ends located in the longitudinal direction of the transducer extending terminals 22, the contacts 8 to both Pick up sides of the circuit board 2 and so a good one create electrical connection.
- one Pick-up claw 23 on the rear wall of the second housing part 20 be injected.
- the invention can be described in other words Describe briefly as follows:
- An ultrasonic transducer consisting of the membrane 18 parts, Plug 17, housing front 1, printed circuit board 6 and Rear housing 2 should be installed. At the manufacturing time to lower, is supposed to be easier handling as well as saving of soldering processes. To do this are at the front Injection molded housing part holding the circuit board wear. There are plug connections on the circuit board attached to a simple connector contact with the modified rear housing part 2 to be able to realize. The membrane with the plug pushed on is inserted from the front into the front housing part.
- a flexible conductor film 50 is shown, which first connection lines 51 and second connection lines 52 includes.
- the flexible conductor foil 50 has a continuous one Recess 53, protrude into the short lugs 54, in which the Conductor tracks 49 of the connecting lines 51, 52 open.
- This Conductor ends are designed as bare contact points, on which contacts of a board 56 can be placed, which, for example, as a rigid circuit board but also as flexible circuit board can be designed.
- On the Electronic components and circuit board sit corresponding line connections, for example, by an electronics module 57 are represented.
- the contacts 55 with the approaches acting as contact points 54 in suitably electrically connected to each other, for example by stamp soldering, through-plating or NietWallet ist.
- the advantage here is that the flexible Conductive foil both both connecting lines 51, 52 and includes the receiving surface for the circuit board 56. That the Piezzo crystal or the piezo ceramic 58 assigned Line end 59 is used to attach the piezo crystal of the conductor foil 50, with this conductor foil simultaneously the contacting of the piezo ceramic 58 compared to the first Connection line 51 is made. Details are in Fig. 5 shown.
- the second connecting line 52 opens into one Plug housing 60, which corresponding plug contacts or Has pins and which via a locking element 61 in a plug receptacle can be inserted releasably.
- This as waterproof connector MQS connector can be made for example, be locked with the converter housing, but also as explained in connection with FIG. 8, via the Connection line 52 movable relative to the sensor housing be arranged.
- Fig. 4 a section A of Fig. 3 is enlarged enlarged drawn.
- the structured edge 63 is essential, which with a foamed or cast housing for a strain relief in the longitudinal direction of the flexible conductor film 50 provides.
- connection line 51 with the second connecting line 52 via the Edge areas 64, 65 are connected to one another.
- the connection can also on the circuit board 56 itself and corresponding mechanical or electrical connections happen, the electrical connections also mechanical Create a connection.
- the structured edge 63 can in this Trap also in the corresponding edge areas of the board 56 or the circuit board 56 are attached.
- Fig. 5 shows one Enlarged view of section B in Fig. 5.
- the piezo crystal 59 is essentially one has the shape of a circular disk, on the viewer facing surface the annularly cut end 66 of the Connection line 51 is, wherein, in the ring-shaped cut-out area the contacting planes 67 des Piezzo crystal 59 can be seen at the connection ends 68 of the interconnects of the connecting line 51 contacted are.
- Fig. 6 shows a different solution for the structure of the Electronic circuit, with a high instead of the circuit board 56 integrated module on the one with no recess flexible conductor foil 50 is set.
- the highly integrated ASIC chip is labeled 69.
- the areas of the conductor track not shown in FIG. 3 50 can be implemented as shown in FIG. 3.
- Fig. 7 is a cut part of a housing part shown for the converter. They are particularly important Insertion grooves 70 that guide the edge of the flexible Conductive foil 50 or the edge of the printed circuit board 56 or Serve circuit board.
- the component group is shown in a symbolic representation in FIG Fig. 3 inserted into the one-piece sensor housing 71. It can be seen that the circuit board 56 with electronic components 57.87 is equipped on both sides, the 3 by the electronic module 57 Recess 53 of the flexible conductor film 50 protrudes.
- the piezo crystal 59 sits on the bottom 72 of the converter pot 73, the interior of the hollow cylindrical housing 71 is made of plastic poured or foamed to the in the housing 71st to secure seated assemblies or the interior of the as Resonator 73 serving converter pot in a suitable manner attenuate.
- a free end 74 of the second connection line 52 protrudes from the sealing compound 75 of the converter housing 71, so that 3 to the end of the connecting line 52 attached connector 60 to the converter housing free is movable.
- the converter housing 71 regularly provide a firm, slightly elastic material.
- the lateral surfaces of the converter pot 73 must be suspended elastically, it is proposed to the Pot to pour an elastic layer 76 that has a gap fills between the pot 73 and the housing 71.
- the elastic layer can also be formed by an appropriately shaped Be silicone ring formed.
- FIG. 9 shows a two-part housing 77, wherein from this converter housing the free end 74 of the connecting line 52 protrudes.
- the applied on the flexible conductor foil Conductor tracks 78 open into contact areas 79, via which the Converter 77 can be connected to a central controller.
- Free end 74 are still four holes 80 shown for example to relieve the strain on the connecting line 52 in the Contact area can serve.
- a clamp 82 can be provided, which has the free end 74 the connecting line 52, the converter 77 secures.
- a suitable strain relief clamp 82 is shown in FIG. 11 shown, the clamp body relative to the vehicle, for example via a bumper 83 shown in FIG. 10 is secured.
- the clamp 82 in FIG. 11 can, for example by suitable design not only for strain relief serve, but also support the contacting, whereby for Grip the strain relief pins 85 through the holes 80.
- the Cover of the clamp 82 is secured by a snap connection.
- a cable set 85 for Connection of individual transducers attached to the bumper 83 can serve with a central plug 86.
- the cable set 85 can in turn be designed as a flexible conductor foil be, the conductor tracks 78 according to FIG. 11 via the associated contact areas 79 by stamp soldering with each other are connected.
- the cable set 85 is in a number of outgoing ends 86 divided to the free ends 74 of the individual converters, not shown, are performed.
- the as flat flexible conductor foil designed cable set 85 can be provided with an adhesive layer with which he on the Is glued inside the bumper 83.
- the Contact areas form solder joints and serve as prepared ones Solder deposits.
- the tines 88 reach through corresponding holes 80 in both film sections 86, 74, with the Foil sections tab-like from the converter housing 74 or protrude the cable set 85 (Fig. 9, Fig. 10).
- the flexible Conductor foils can be made from polyamide. Acting it is a plastic with high mechanical and thermal resilience. Be on this plastic the individual conductor tracks by means of suitable processes applied and covered with another film.
- the membrane is either in one Silicone ring stored inside the housing or directly in it Injected housing or in the one-piece cylindrical Housing part 71 inserted.
- Via the circuit board or The flexible circuit film 50 is placed on the circuit board 56 and the Circuit board by means of stamp soldering (5-fold) with the foil electrically conductive and mechanically connected. Then will the entire strand including the pre-assembled piezo crystal inserted forward into the housing.
- the piezo crystal 59 is applied to the case back by Plastic applied and glued to the membrane and the flexible circuit foil in the area of the circuit board over the in the housing 71 integrated slot 70 secured.
- the Part of the circuit board which is still to be measured and with to be compared to a laser, look here from the Housing out. After the laser adjustment, the Printed circuit board fully inserted into the housing 51 and potted or foamed. It is also conceivable, as shown in FIG. 7, to execute the housing 71 in two parts.
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Description
Die Erfindung betrifft einen Ultraschallwandler, insbesondere für eine Abstandswarnanlage in Kraftfahrzeugen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an ultrasonic transducer, in particular for a distance warning system in motor vehicles, with the Features of the preamble of claim 1.
Derartige Warnanlagen dienen dazu, für den Fahrer nicht erkennbare Hindernisse im Umfeld des Fahrzeugs zu melden und so dem Fahrer bei Park- und Rangiervorgängen behilflich zu sein. Aufgrund des ständig knapper werdenden Parkraums besteht ein wachsender Bedarf an derartigen Parkhilfesystemen, bei denen in der Regel mehrere Ultraschallwandler am hinteren und vorderen Stoßfänger angebracht werden. Da auch derartige Parkhilfesysteme für preiswertere Fahrzeugtypen eingesetzt werden sollen, ist es erwünscht, den Aufbau und die Montagefreundlichkeit der Ultraschallwandler zu vereinfachen. Der prinzipielle Aufbau derartiger Ultraschallwandler ist beispielsweise in der DE-OS 38 26 799 beschrieben.Warning systems of this type are not used for the driver to report recognizable obstacles in the vicinity of the vehicle and to help the driver with parking and maneuvering his. Due to the constantly growing parking space a growing need for such parking assistance systems which usually have multiple ultrasonic transducers at the rear and front bumper. Since also such Parking assistance systems used for cheaper vehicle types should be, it is desirable to build and the To simplify the ease of installation of the ultrasonic transducers. The basic structure of such ultrasonic transducers is described for example in DE-OS 38 26 799.
Aus EP-A-0 283 823 ist ein Ultraschallwandler bekannt, der in einem Gehäuse einen mit einem Piezo-Kristall versehenen Resonator und eine eine elektrische Schaltung aufweist. Die elektrische Verbindung der elektrischen Bauteile erfolgt mittels Kabel und Kontaktstiften. Dabei besteht das Problem, daß die Anschlußtechnik des bekannten Ultraschallwandlers aufwendig ist.From EP-A-0 283 823 an ultrasonic transducer is known, which in one housing is provided with a piezo crystal Resonator and has an electrical circuit. The electrical connection of the electrical components takes place using cables and contact pins. The problem is that the connection technology of the known ultrasonic transducer is complex.
Die Erfindung geht daher aus von einem Ultraschallwandler, wie er sich aus EP-A-0 283 823 ergibt.The invention is therefore based on an ultrasonic transducer, such as it results from EP-A-0 283 823.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Ultraschallwandler mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The task is solved by an ultrasonic transducer with the Features of claim 1.
Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, die die Elektronikschaltung tragende Platine (vielfach auch als Leiterplatte bezeichnet) nicht mehr in der üblichen Weise quer zur Gehäuselängsrichtung einzusetzen, sondern diese im wesentlichen in Längsrichtung des Wandlers einzufügen. Hierdurch ergeben sich viele vorteilhafte Weiterbildungsmöglichkeiten, wie sie weiter unten erläutert werden.In principle, the invention therefore consists in the Electronic circuit-bearing board (often also as PCB) no longer crossways in the usual way to the longitudinal direction of the housing, but this in insert essentially in the longitudinal direction of the transducer. This results in many advantageous training opportunities, as explained below.
Diese Weiterbildungsmöglichkeiten bestehen insbesondere in einer stark vereinfachten Verbindungstechnik der Baugruppen innerhalb des Wandlers, in einer vereinfachten Bestückung des Wandlers mit seinen Baugruppen und Bauelementen sowie einer stark vereinfachten Anschlußtechnik des Wandlers selbst sowie einer verbesserten Lagestabilisierung des Wandlers innerhalb des Gehäuses. Eine vereinfachte Bestückung ergibt sich dadurch, daß die Platine in Längsrichtung des Wandlersgehäuses in dieses eingeschoben werden kann. Das schwierige Einfügen der Platine in ihrer quer zur Gehäuselängsrichtung stehenden Lage entfällt somit. Weiterhin erstreckt sich die Platine nunmehr in Richtung der ersten und zweiten Verbindungsleitungen, so daß sich zum Einen die Länge der Verbindungsleitungen verkürzt und zum Anderen die Verbindungsleitungen nicht mehr so stark gekrümmt werden müssen. Anders gesehen bildet die Platine selbst also jetzt einen Abschnitt der Verbindung zwischen dem Piezzo-Kristall und den äußeren Anschlüssen des Wandlers.These further training opportunities exist in particular in a greatly simplified connection technology of the assemblies inside the converter, in a simplified configuration of the Converter with its assemblies and components and one greatly simplified connection technology of the converter itself as well an improved position stabilization of the transducer within of the housing. A simplified assembly results from that the board in the longitudinal direction of the converter housing can be inserted into this. The difficult insertion the board in its transverse to the longitudinal direction of the housing Location is thus eliminated. The board also extends now in the direction of the first and second connecting lines, so that on the one hand the length of the connecting lines shortened and on the other hand the connecting lines no longer have to be bent so much. Seen differently, the Board itself so now a section of the connection between the piezo crystal and the external connections of the Converter.
Vielfach ist es erwünscht, die elektrische Schaltung auf der
Platine vor dem endgültigen Verschließen des Gehäuses oder
während des Einbaus in das Gehäuse durchzumessen bzw.
abzugleichen. Hierbei ist es also erwünscht, mit möglichst
kurzen Verbindungswegen das Verstärkungs- und/oder
Schwingungsverhalten der elektrischen Schaltung zu messen.
Hierfür empfiehlt sich insbesondere die Verwendung der in
Anspruch 2 aufgeführten Merkmale. Die Verbesserung besteht im
Prinzip also an dieser Stelle darin, anstelle einzelner über
Lötverbindung anzuschließender Verbindungsdrähte eine lösbare
elektrische Verbindung vorzusehen, so daß sowohl die
Meßvorgänge als auch der Anschluß des gehäussseitigen
Anschlußsteckers in einfacher Weise mit der Platine elektrisch
verbunden werden kann.In many cases it is desirable to have the electrical circuit on the
Circuit board before finally closing the housing or
measured during installation in the housing or
match. It is therefore desirable, if possible
short connection paths the reinforcement and / or
Measure the vibration behavior of the electrical circuit.
The use of the in
Um die Kontaktgabe und den Aufbau der zweiten Verbindungsleitungen zu verbessern, können die zweiten Verbindungsleitungen durch mit dem Gehäuse vorzugsweise vergossene federnde Kontaktarme gebildet sein. Dabei sind die zweiten Verbindungsleitungen durch in Längsrichtung des Gehäuses erstreckende federnde Kontaktarme gebildet, so daß anders ausgedrückt, die Steckerstifte gleichzeitig auch die zweiten Verbindungsleitungen bilden.To make contact and set up the second connection lines can improve the second connecting lines by resilient contact arms preferably cast with the housing be educated. Here are the second connection lines by extending in the longitudinal direction of the housing resilient contact arms formed, so in other words, the Connector pins also the second connecting lines form.
Die Kontaktarme können teilweise mit dem Gehäuse vergossen sein, müssen es aber nicht. Es genügt auch, wenn sie in entsprechende Ausnehmungen eingelegt und von diesen geführt werden.The contact arms can be partially shed with the housing must be. It is also sufficient if they are in appropriate recesses are inserted and guided by these become.
Um den Kontakt zu verbessern, können die zweite Verbindungsleitung mit elektrischen Kontakten versehen sein, welche leiterplattenseitig mit Kontakten einer Kontaktleiste an der Platine lösbar verbunden sind. Danach sind die Federarme federnd ausgeführt, um einen bleibenden Kontakt auch bei geringfügigen Lageänderungen der Leiterplatte zu gewährleisten. Im übrigen sorgen die Kontaktfedern für eine auf die Leiterplatte gerichtete Vorspannung, die sie auch mechanisch in der vorgegebenen Lage halten.To improve the contact, the second connection line be provided with electrical contacts, which PCB side with contacts of a contact strip on the Board are releasably connected. After that are the spring arms springy to ensure permanent contact to ensure slight changes in the position of the circuit board. For the rest, the contact springs ensure one on the PCB directional bias, which they also mechanically hold in the given position.
Das Vergießen der federnden Kontaktarme mit dem Gehäuse sorgt gleichzeitig für eine gute Verbindung und einen festen Halt dieser Arme im Gehäuse.The resilient contact arms are shed with the housing at the same time for a good connection and a firm hold this arms in the case.
Erfindungsgemäß wird nur eine einzige flexible Leiterfolie vorgesehen, auf der sowohl die ersten und zweiten Verbindungsleitungen aufgebracht sind, so daß sich hierdurch die Zahl der zu bestückenden Bauelemente verringert.According to the invention, only a single flexible conductor foil is used provided on which both the first and second Connection lines are applied, so that this the number of components to be assembled is reduced.
Um den für die Bestückung und die Leiterführung auf der starren Leiterplatte zur Verfügung stehenden Platz zu vergrößern, wird erfindungsgemäß auf der flexiblen Leiterfolie eine allseits umrandete Ausnehmung vorgesehen, in die kurze Abschnitte der kontaktierbaren Leiterbahnen ragen. Diese Kontakte werden mit Verbindungskontakten der Leiterplatte verbunden. Durch diese Maßnahme wird ein Übergreifen der Leiterfolie über die starre Leiterplatte weitgehend vermieden, so daß ein größerer Bestückungsraum zur Verfügung steht. Außerdem besteht die Möglichkeit, bei beidseitig genutzten Leiterplatten von beiden Seiten auf die Leiterplatte weiterhin zugreifen zu können. Die erfindungsgemäße Anordnung der Leiterplatte schafft weiterhin die Möglichkeit einer einfachen und sicheren Lagerung der Platine bzw. Leiterplatte, wobei die zur Verbindung dienende Platine auch als flexible Leiterfolie ausgestaltet sein kann, wie weiter oben erläutert. Dabei kann eine entsprechende Führungsnut an jeder Seite der Folie bzw. Platte vorgesehen sein oder aber auch nur eine einseitige Führung eingesetzt werden.To the for the assembly and the wire management on the rigid circuit board available space enlarge, according to the invention, on the flexible conductor film an all-round recess is provided in the short Sections of the contactable conductor tracks protrude. This Contacts are made with connecting contacts on the circuit board connected. This measure will spill over Conductor foil largely avoided over the rigid circuit board, so that a larger assembly room is available. There is also the possibility of using on both sides PCBs from both sides continue on the PCB to be able to access. The arrangement of the invention Printed circuit board still creates the possibility of a simple and secure storage of the board or circuit board, the connection board also as flexible conductor foil can be configured, as explained above. It can a corresponding guide groove on each side of the film or Plate may be provided or only one-sided Leadership.
Um die Bestückung des Gehäuses mit der Leiterplatte und auch
der anderen Komponenten wie Stopfen und Resonator zu vereinfachen,
empfiehlt sich in Weiterbildung die Merkmalskombination
nach Anspruch 2. Die Leiterplatte kann somit in einfacher
Weise mit ihren Kanten in die parallel verlaufenden Nuten
eingeschoben und von dem ersten Gehäuseteil gehalten werden.To equip the housing with the circuit board and also
to simplify the other components such as the plug and resonator,
The combination of features is recommended in further training
according to
Dabei kann vorgesehen sein, daß das erste Gehäuseteil mit seitlichen Haltearmen versehen ist, die die Führungsnuten tragen und die im zusammengebauten Zustand des Gehäuses in den Innenraum des zweiten Gehäuseteils ragen, wobei die Kontakte der Leiterplatte mit den federnden Kontaktarmen des zweiten Gehäuseteils verbunden sind, so daß wegen der vorspringenden Arme die Platinne zu Meßzwecken leicht zugänglich ist. Nach dem Meßvorgang kann das mit dem Kontaktarm versehene zweite Gehäuseteil mit dem ersten Gehäuseteil zusammengefügt werden, wobei dessen federnde Kontaktarme an den zugeordneten Kontakten der Kontaktleiste auf der Leiterplatte angreifen.It can be provided that the first housing part with is provided lateral holding arms that the guide grooves wear and in the assembled state of the housing in the Interior of the second housing part protrude, the contacts the circuit board with the resilient contact arms of the second Housing part are connected, so that because of the projecting Arms the platinum is easily accessible for measurement purposes. To the measuring process can be provided with the second contact arm Housing part are joined together with the first housing part, the resilient contact arms on the associated Attack the contacts of the contact strip on the circuit board.
Dabei spannen die federnden Kontaktarme die Leiterplatte in Richtung des Innenraums des Gehäuses des ersten Gehäuseteils vor und halten somit die Leiterplatte fest in der gewünschten Lage.The resilient contact arms clamp the circuit board Direction of the interior of the housing of the first housing part before and thus hold the circuit board firmly in the desired Location.
Um den Raum innerhalb des Gehäuses gut auszunutzen und die Länge des Gehäuses zu verringern, können die federnden Kontaktarme sich in radialer Richtung erstrecken und in einen von dem zweiten Gehäuseteil radial abgehenden Anschlußstecker münden. Dabei kommen die Kontaktarme in radialer Richtung aus dem Anschlußstecker des ersten Gehäuseteils und können hierdurch eine vergleichsweise große Länge erhalten. Diese wiederum läßt sich zur Verbesserung der Federwirkung der Kontaktarme ausnutzen. Die Arme können damit vergleichsweise lang und ohne komplizierte Formgebung ausgeführt sein.In order to make good use of the space inside the housing and the To reduce the length of the case, the resilient Contact arms extend in the radial direction and in one radially outgoing connector from the second housing part lead. The contact arms come out in the radial direction the connector of the first housing part and can thereby obtained a comparatively large length. This in turn can improve the spring action Take advantage of contact arms. The arms can comparatively long and without complicated shape.
Durch die Maßnahmen nach Anspruch 3 lassen sich die beiden Gehäuseteile besonders einfach und lösbar zusammenfügen.Through the measures according to claim 3, the two Join housing parts particularly easily and detachably.
Weiter oben-wurde der Vorschlag gemacht, die zweiten Verbindungsleitungen durch lange Kontaktarme zu bilden, so daß anders ausgedrückt die Steckerstifte gleichzeitig die Verbindungsfunktion zur Platine hin übernehmen.The suggestion was made above, the second To form connecting lines by long contact arms, so that in other words, the connector pins at the same time Take over the connection function to the board.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht in der Merkmalskombination nach Anspruch 4. Dabei werden die Verbindungsleitungen weder durch einzeln anzulötende Drähte noch durch federnde Kontaktarme, sondern durch eine flexible Leiterfolie gebildet. Hierdurch entfällt das Anlöten der einzelnen Verbindungsleitungen an die Kontakte der Leiterplatte. Vielmehr können alle Kontaktierungsvorgänge in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt werden. Durch die erfindungsgemäße Lage der Platine wird die flexible Leiterfolie nur geringfügig gebogen. Im übrigen kann die Folie aus einem hochbelastbaren thermisch stabilen Material bestehen, so daß auch ein Ausgießen bzw. Ausschäumen des Gehäuses die Verbindungsleitung (Leiterfolie) nicht beschädigt. A particularly advantageous development of the invention exists in the combination of features according to claim 4 the connecting cables are not to be soldered individually Wires still through resilient contact arms, but through one flexible conductor foil formed. This eliminates the need for soldering of the individual connecting lines to the contacts of the circuit board. Rather, all contacting processes can be carried out in one single operation. By the invention The flexible circuit film will only position the board slightly curved. Otherwise, the film can be made from one heavy-duty thermally stable material, so that also pouring or foaming the housing Connection line (conductor foil) not damaged.
Um die elektrische Schaltung mit der flexiblen Leiterfolie zu
verbinden, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die
Merkmalskombination nach Anspruch 5. Hierbei wird die
elektrische Schaltung auf einer gesonderten in sich festen
Leiterplatte aufgebracht, so daß diese zu Meß- und
Abgleichzwecken leicht handhabbar und mechanisch befestigbar
ist. Die Befestigung kann durch eine Stempellötung,
Durchkontaktierung oder ein ähnlich gebräuchliches Verfahren
erfolgen.To the electrical circuit with the flexible conductor foil too
connect, is recommended in further development of the invention
Combination of features according to
Eine weitere Vereinfachung, mit der sich die zusätzliche Leiterplatte einsparen läßt, ergibt die Merkmalskombination nach Anspruch 7. Dabei wird die elektrische Schaltung im wesentlichen durch einen hochintegrierten Baustein dargestellt, der direkt auf der flexiblen Folie sitzt, so daß die sonst notwendige Verbindung zwischen Bauelementen und Leiterplatten und der Leiterplatte wiederum mit der Folie durch eine direkte Verbindung des Bausteins gegenüber der Folie ersetzt ist.Another simplification that addresses the additional Can save circuit board, results in the combination of features according to claim 7. Here, the electrical circuit in essentially through a highly integrated component shown, which sits directly on the flexible film, so that the otherwise necessary connection between components and Printed circuit boards and the printed circuit board in turn with the film through a direct connection of the module to the Foil is replaced.
Eine weitere aus der Erfindung resultierende vorteilhafte Weiterbildung beschreibt Anspruch 8. Danach wird der Piezzo-Kristall mit seinen Anschlüssen direkt auf die Leiterfolie aufgesetzt und mit dieser elektrisch verbunden. Hierbei können wiederum gleichzeitig mehrere Kontaktstellen gleichzeitig kontaktiert werden und man erhält eine sehr stabile und sichere erste Verbindung zwischen der elektrischen Schaltung und dem Piezzo-Kristall. Außerdem kann die erste Verbindungsleitung mit dem Piezzo-Kristall so als mechanische Einheit gehandhabt werden.Another advantageous resulting from the invention Further development describes claim 8. Then the piezo crystal with its connections directly on the conductor foil put on and connected to it electrically. Here you can again several contact points simultaneously be contacted and you get a very stable and secure first connection between the electrical circuit and the piezo crystal. In addition, the first Connection line with the piezo crystal as mechanical Unit to be handled.
Um die für den Wandler notwendige in der Regel topfförmige
Membran sicher und störungsfrei lagern zu können, empfiehlt
sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination
nach Anspruch 9. Die Verwendung eines Silikon-Rings ist an
sich bekannt und beispielsweise in der DE-OS 19 601 656
beschrieben. Die Erfindung macht es aber möglich, daß die
Membran in eine spritzgegossene ringförmige Schicht aus
elastischerem Material eingegossen wird, wobei regelmäßig der
Boden des Membrantopfes gegenüber dem Übertragungsmedium Luft
zugänglich sein soll, so daß vorzugsweise zumindest Teile der
Mantelfläche des Topfs durch die elastische Zwischenschicht
eingehüllt werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
kann dann die äußere Gehäusewand die Zwischenschicht zumindest
teilweise umschließen (Anspruch 10).In order to make the transducer usually pot-shaped
It is recommended to be able to store the membrane safely and without problems
the combination of features in a development of the invention
according to
Um das Gehäuseinnere in der erwünschten Weise zu bedämpfen und das Gehäuse zu schließen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 11. Hierbei wird eine Zugentlastung geschaffen, da sich durch die beispielsweise zackenförmigen Randstrukturen Hinterschneidungen beispielsweise hinsichtlich der Ausgießmasse ergeben, die die Leiterfolie bzw. die Leiterplatte sichern und somit gleichzeitig für eine Zugentlastung der Verbindungsleitungen sorgen. To dampen the interior of the housing in the desired manner and Closing the housing is recommended in further training Invention the combination of features according to claim 11. Here a strain relief is created because, for example jagged edge structures undercuts for example with regard to the pouring mass, which the Secure the circuit foil or the circuit board and thus simultaneously provide strain relief for the connecting lines.
Als Ausgießmasse hat sich gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 12 ein Ausschäumen des Innenraums des Gehäuses bewährt.As a pouring compound has according to the combination of features Claim 12 foaming the interior of the housing proven.
Vielfach ist es erwünscht, daß der Abgang der Anschlußleitungen
von dem Wandler beliebig gewählt werden kann. Hierbei
empfiehlt sich insbesondere die Verwendung der Merkmalskombination
nach Anspruch 13. Durch diese Maßnahme wird
erreicht, daß die zweiten Verbindungsleitungen in einem festen
und thermisch sowie mechanisch hochbelastbaren sowie biegbaren
Material gelagert sind, so daß die Lage der Anschlußleitungen
zum Kabelsatz hin gegenüber dem Wandlergehäuse unkritisch
wird.In many cases, it is desirable that the outgoing connection lines
can be freely selected by the converter. in this connection
In particular, the use of the combination of characteristics is recommended
according to
Die Kontaktgabe der zweiten Anschlußleitungen hin zu dem
mehrere Wandler mit einer zentralen Steuerung verbindenden
Kabelsatz kann durch einfache kontaktierbare Bezirke auf dem
herausragenden Teil der zweiten Verbindungsleitung bestehen.
Diese Bezirke können durch einen wasserdichten Steckeranschluß
gemäß der Merkmalskombination nach Anspruch 15 gefaßt sein, so
daß man eine biegsame Anschlußleitung für den Wandler erhält.The contacting of the second connection lines to the
connecting several converters with a central control
Cable set can be made through simple contactable districts on the
protruding part of the second connecting line exist.
These districts can be accessed through a waterproof connector
according to the combination of features according to
Eine andere Anschlußmöglichkeit an den Kabelsatz ist in der Merkmalskombination nach Anspruch 16 beschrieben. Danach besteht der Kabelsatz ebenfalls vorzugsweise durch eine flexible Leiterfolie, so daß zum Anschluß des Wandlers an den Kabelsatz nur die beiden Folien z.B. durch Durchkontaktierung oder Stempellötung miteinander verbunden werden müssen.Another connection option to the cable set is in the Feature combination according to claim 16 described. After that the cable set also preferably consists of a flexible conductor film, so that to connect the converter to the Cable set only the two foils e.g. through plated-through hole or stamp soldering must be connected.
Die Verwendung von Leiterfolien sowohl für die abgehende zweite Verbindungsleitung des Wandlers als auch für den Kabelsatz hat den Vorteil, daß die Merkmalskombination nach Anspruch 17 zur Befestigung dieser Bauelemente an den Stoßfängern angewendet werden kann. Da nämlich die Leiterfolien flach sind, steht eine genügend große Fläche für eine fest haftende Klebeschicht zur Verfügung.The use of conductor foils for both the outgoing second connecting line of the converter as well as for the Cable set has the advantage that the combination of features Claim 17 for fastening these components to the bumpers can be applied. Because the conductor foils are flat, there is a sufficiently large area for one adhesive adhesive layer available.
Als Verbindungsmöglichkeit zwischen den als flexible Leiterfolien ausgestalteten Kabelsatz und der Verbindungsleitung bzw. der Verbindungsleitung und der Leiterplatte empfiehlt sich gemäß Anspruch 18 eine Stempellötung, aber auch andere Verbindungsmöglichkeiten können sich hier bewähren wie beispielsweise eine Kontaktnietung oder ähnliches.As a connection option between the flexible conductor foils designed cable set and the connecting line or the connecting line and the printed circuit board a stamp soldering, but also others Connection options can prove themselves here for example a contact rivet or the like.
Um die Löt- oder Nietverbindung zu sichern, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 19. Dabei wird eine Zugentlastungsschelle vorgesehen, die eine Bewegungsmöglichkeit der Leiterfolien in Längsrichtung der Leiterbahnen verhindern. Diese Schellen können direkt im Kontaktierungsbereich angebracht sein und bei einem entsprechende Aufbau der Schelle gleichzeitig auch die Kontaktierung bewirken. To secure the solder or rivet connection, we recommend in Further development of the invention, the combination of features according to claim 19. A strain relief clamp is provided, the possibility of movement of the conductor foils in the longitudinal direction prevent the conductor tracks. These clamps can be used directly be attached in the contacting area and at one corresponding structure of the clamp also the Make contact.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
- Fig. 1
- in auseinandergezogener Darstellung einen erfindungsgemäßen Wandler in einer ersten Blickrichtung.
- Fig. 2
- den Wandler nach Fig. 1 aus einer zweiten Blickrichtung
- Fig. 3
- in auseinandergezogener Darstellung die Anwendung einer flexiblen Leiterfolie für die Verbindungsleitungen
- Fig. 4
- einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3 mit einer als Zugentlastung wirkenden Randstruktur der Folie
- Fig. 5
- einen vergrößerten Ausschnitt nach Fig. 3
- Fig. 6
- ausschnittsweise eine gegenüber Fig. 3 geänderte Ausführungsform
- Fig. 7
- eine Halterungsmöglichkeit der Platine innerhalb des Gehäuses
- Fig. 8
- in stark schematisierter Ausführungsform einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Wandler
- Fig. 9
- in perspektivischer Ansicht den Wandler mit herausgeführter flexibler Leitungsfolie als Wandleranschluß
- Fig. 10
- in symbolischer Darstellung einen Kabelsatz mit Anschlußmöglichkeit für die einzelnen Wandler
- Fig. 11
- eine Zugentlastungsschelle mit einem Kontaktierungsbereich zwischen Wandlerabgang und Kabelsatz und
- Fig. 12
- einen vergrößerten Ausschnitt nach Fig. 9 mit Zugentlastungsschelle.
- Fig. 1
- in an exploded view a transducer according to the invention in a first viewing direction.
- Fig. 2
- 1 from a second direction
- Fig. 3
- in an exploded view the use of a flexible conductor foil for the connecting lines
- Fig. 4
- an enlarged section of FIG. 3 with an edge structure of the film acting as a strain relief
- Fig. 5
- 3 shows an enlarged detail according to FIG. 3
- Fig. 6
- sections of an embodiment modified from FIG. 3
- Fig. 7
- a possibility of mounting the board within the housing
- Fig. 8
- in a highly schematic embodiment, a section through the converter according to the invention
- Fig. 9
- a perspective view of the transducer with the flexible conduit foil led out as a transducer connection
- Fig. 10
- in a symbolic representation a cable set with connection option for the individual converters
- Fig. 11
- a strain relief clamp with a contact area between the converter outlet and cable set and
- Fig. 12
- an enlarged section of FIG. 9 with strain relief clamp.
Das Gehäuse des in Fig. 1 gezeigten Wandlers besteht aus einem
ersten Gehäuseteil 1 und einem zweiten Gehäuseteil 2, wobei
das zweite Gehäuseteil in den Fig. teilweise aufgebrochen
dargestellt ist.The housing of the converter shown in Fig. 1 consists of a
first housing part 1 and a
Das erste Gehäuseteil besitzt zwei vorspringende, einander
gegenüberliegende Haltearme 3, die zwei Führungsnuten 4
tragen, welche zur Führung und Aufnahme der Ränder 5 der
Leiterplatte 6 dienen. Damit kann die Leiterplatte 6 zwischen
die Haltearme 3 eingeschoben und von diesen gehalten werden. The first housing part has two protruding one another
opposite holding arms 3, the two guide grooves 4th
wear which for guiding and receiving the
Die Leiterplatte ist mit einer Kontaktleiste 7 versehen, die
aus einzelnen Kontakten 8 an dem dem zweiten Gehäuseteil 2
zugewandten Ende 9 der Leiterplatte 6 angeordnet sind. Wie
ohne weiteres ersichtlich, sind bei Einbau der Leiterplatte 6
in die Haltearme 3 die Kontakte 8 von außen leicht zugänglich,
so daß Abgleichsmessungen für die auf der Leiterplatte 6
befindlichen Schaltkreise ohne Schwierigkeiten durchgeführt
werden können.The circuit board is provided with a contact strip 7 which
from individual contacts 8 on the
Nach dem Abgleich der Leiterplatte wird das zweite Gehäuseteil
2 mit dem ersten Gehäuseteil 1 über dessen Rastlaschen 10
zusammengefügt, welche dargestellte Rücksprünge 13 an dem
zweiten Gehäuseteil 2 im zusammengebauten Zustand
hintergreifen.After matching the circuit board, the
Um die Drehlage des Sensors beim Einbau in einen Stoßfänger
festzulegen, ist das zweite Gehäuseteil 2 mit asymmetrisch
angeordneten Ausnehmungen 33 versehen. Hierdurch wird eine
drehrichtige Lage der beiden Gehäuseteile zueinander
erzwungen.The rotational position of the sensor when installed in a bumper
to define, the
Um die drehrichtige Lage des zusammengebauten Gehäuses in der
Stoßstange zu erzwingen, ist ein Führungsansatz 14 an der
Außenfläche des zweiten Gehäuseteils 2 vorgesehen. Die Lage in
Längsrichtung des Sensors ist durch einen umlaufenden
Vorsprung 15 festgelegt. To the correct position of the assembled housing in the
To force the bumper is a
Über einen im wesentlichen ringförmigen Stopfen 17 ist der
Resonator 18 des Wandlers in dem Innenraum des ersten
Gehäuseteils 1 gehalten.About a substantially
Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung der Kontaktleiste
auf der Seite 9 der Leiterplatte 6 beschränkt. Entsprechende
Kontakte können auch auf der gegenüberliegenden Seite 19 der
Leiterplatte vorgesehen werden und beispielsweise zur
Kontaktierung dieser Platte mit dem in dem Resonator 18
befindlichen Piezzo-Kristall dienen. Hierzu können ebenso
wiederum Federarme vorgesehen sein, die an ihrem einen Ende an
dem Piezzo-Kristall angreifen und an ihrem anderen Ende zu den
nicht dargestellten Kontakten auf der Leiterplattenseite 19
angreifen. Dabei kann der Resonator 18 beispielsweise einen
Einsatz besitzen, welcher die federnde Kontaktgabe zwischen
dem Gehäuse des Resonators bzw. dem Piezzo-Kristall auf der
einen Seite und den Kontakten auf der Seite 19 der
Leiterplatte 6 sicherstellen.The invention is not based on the application of the contact strip
limited to the
In die Halteelemente (Haltearme) könnte zusätzlich auch die
Verrastfunktion integriert werden (skizziert in Fig. 1), die
durch einen nicht dargestellten Rasthaken im Haltearm
angedeutet sein können. Haltearme 3, aufgebaut als 3D-MID-Teil
(leitfähiger Kunststoff), können weiterhin zur Kontaktierung
zwischen Resonator 18 und Leiterplatte 6 dienen. In the holding elements (holding arms) could also
Locking function can be integrated (outlined in Fig. 1), the
by a locking hook, not shown, in the holding arm
can be hinted at. Holding arms 3, constructed as a 3D-MID part
(conductive plastic), can still be used for contacting
serve between
Die Vorteile dieser Maßnahmen sind klar ersichtlich, da
hierdurch in einfacher Weise das erste Gehäuseteil 1 von
beiden Seiten in Längsrichtung des Wandlers bestückbar ist,
wobei von der einen Seite die Leiterplatte 6 eingeschoben wird
und von der anderen Seite Resonator 18 und Stopfen 17
eingefügt werden.The advantages of these measures are clearly evident because
thereby the first housing part 1 of
can be fitted on both sides in the longitudinal direction of the converter,
whereby the
Fig. 2 zeigt in auseinandergezogener Darstellung aus einer
anderen Blickrichtung den Wandler nach Fig. 1. Für die
Erfindung besonders wichtig sind die federnden Kontaktarme 20,
die in radialer Richtung von einem nicht näher dargestellten
radial angeordneten Anschlußstecker 21 in den Innenraum des
zweiten Gehäuseteils 2 sich erstrecken. Die Federarme 20
tragen an ihren in dem Innenraum des zweiten Gehäuseteils 2
befindlichen Enden sich in Längsrichtung des Wandlers
erstreckende Anschlußklemmen 22, die die Kontakte 8 zu beiden
Seiten der Leiterplatte 2 aufnehmen und so eine gute
elektrische Verbindung schaffen. Um die Kontaktgabe zu
verbessern und den Weg der Klemmen 22 zu begrenzen, kann eine
Aufnahmeklaue 23 an der Rückwand des zweiten Gehäuseteils 20
angespritzt sein. Die Erfindung läßt sich mit anderen worten
kurz wie folgt zusammenfassend beschreiben:Fig. 2 shows an exploded view of a
another view of the converter according to Fig. 1. For the
The
Ein Ultraschallwandler, bestehend aus den Teilen Membran 18,
Stopfen 17, Gehäuse vorne 1, bestückte Leiterplatte 6 und
Gehäuse hinten 2 soll montiert werden. Um die Fertigungszeit
zu senken, soll ein einfacheres Handling sowie die Einsparung
von Lötprozessen angestrebt werden. Hierzu sind am vorderen
Gehäuseteil Haltearme angespritzt, welche die Leiterplatte
tragen. An der Leiterplatte sind Steckverbindungskontaktierungen
angebracht, um eine einfache Steckverbindungs-Kontaktierung
mit dem modifizierten hinteren Gehäuseteil 2
realisieren zu können. Die Membran mit aufgeschobenem Stopfen
wird von vorne in das vordere Gehäuseteil eingeschoben.An ultrasonic transducer, consisting of the
Am vorderen Gehäuseteil sind 2 Flügel 3 mit Nut 4 angespritzt,
in welche die Leiterplatte eingeschoben wird, und während des
Lötvorganges der Leiterplatten die Litzen an die Leiterplatte
fixiert werden sowie der Laserabgleich durchgeführt wird. Das
Handling des Wandlers in diesem vormontierten Zustand wird
hierdurch erleichtert. Nach erfolgtem Abgleich wird das
hintere Gehäuseteil mit angespritztem, kundenspezifischem
Steckergehäuse aufgesteckt bzw. geclipst. Im hinteren Gehäuseteil
sind Steckerstifte mit Steckerbuchsen eingespritzt, wie
sie auch bei Platinen-Steckverbindungen im Computerbereich
vorzufinden sind. Entsprechend ist die Leiterplatte mit
aufgebrachten Stecksockelkontaktierungen versehen.On the front part of the
Eine weitere Möglichkeit ist der Wegfall sämtlicher Lötverbindungen im Wandler. Hierzu ist die Kontaktierung Piezzomembran/Leiterplatte mittels Ringkontakt zu realisieren, welche sich im Bereich der Membran mittels Federn, und im Bereich der Leiterplatte ebenfalls mit Steckverbindungen kontaktiert. Another possibility is the elimination of all Solder connections in the converter. This is the contact To realize piezomembrane / circuit board by means of ring contact, which in the area of the membrane by means of springs, and in Area of the circuit board also with plug connections contacted.
- einfacheres Handlingeasier handling
- Lötvorgang für Kontaktierung Steckmuffe/Leiterplatte entfälltSoldering process for plug-in socket / PCB contacting deleted
- somit Reduzierung der Fertigungszeitthus reducing the manufacturing time
- einfacher Ausbau falls beim Abgleich deren Ausfall.Easy removal if their failure occurs during the comparison.
In Fig. 3 ist eine flexible Leiterfolie 50 gezeigt, welche
erste Verbindungsleitungen 51 und zweite Verbindungsleitungen
52 umfaßt. Die flexible Leiterfolie 50 hat eine durchgehende
Ausnehmung 53, in die kurze Ansätze 54 ragen, in welche die
Leiterbahnen 49 der Verbindungsleitungen 51,52 münden. Diese
Leiterbahnenden sind als blanke Kontaktstellen ausgestaltet,
auf welche Kontakte einer Platine 56 aufgesetzt werden können,
die beispielsweise als starre Leiterplatte ggf. aber auch als
flexible Leiterplatte ausgestaltet sein kann. Auf der
Leiterplatte sitzen elektronische Bauelemente und
entsprechende Leitungsverbindungen, die beispielsweise durch
einen Elektronikbaustein 57 repräsentiert werden. Die Kontakte
55 werden mit den als Kontaktstellen 54 wirkenden Ansätzen in
geeigneter Weise elektrisch miteinander verbunden,
beispielsweise durch Stempellötung, Durchkontaktierung oder
Nietkontaktierung. Vorteilhaft dabei ist, daß die flexible
Leiterfolie sowohl beide Verbindungsleitungen 51,52 als auch
die Aufnahmefläche für die Leiterplatte 56 umfaßt. Das dem
Piezzo-Kristall bzw. der Piezzo-Keramik 58 zugeordnete
Leitungsende 59 dient zur Befestigung des Piezzo-Kristalls an
der Leiterfolie 50, wobei über diese Leiterfolie gleichzeitig
die Kontaktierung der Piezzo-Keramik 58 gegenüber der ersten
Verbindungsleitung 51 vorgenommen wird. Einzelheiten sind in
Fig. 5 dargestellt.In Fig. 3, a
Die zweite Verbindungsleitung 52 mündet in einem
Steckergehäuse 60, welches entsprechende Steckkontakte bzw.
Steckstifte besitzt und welches über ein Rastelement 61 in
eine Steckaufnahme lösbar eingefügt werden kann. Dieser als
wasserdichter Steckeranschluß MQS ausgeführte Stecker kann
beispielsweise mit dem Wandlergehäuse verrastet sein, aber
auch wie im Zusammenhang mit Fig. 8 erläutert, über die
Verbindungsleitung 52 gegenüber dem Sensorgehäuse beweglich
angeordnet sein.The second connecting
In Fig. 4 ist ein Ausschnitt A von Fig. 3 skizziert vergrößert
gezeichnet. Wesentlich dabei ist der strukturierte Rand 63,
welcher bei einem eingeschäumten oder ausgegossenen Gehäuse
für eine Zugentlastung in Längserstreckungsrichtung der
flexiblen Leiterfolie 50 sorgt.In Fig. 4 a section A of Fig. 3 is enlarged enlarged
drawn. The
Es ist allerdings nicht notwendig, daß die erste Verbindungsleitung
51 mit der zweiten Verbindungsleitung 52 über die
Randbereiche 64,65 miteinander verbunden sind. Die Verbindung
kann auch über die Leiterplatte 56 selbst und entsprechende
mechanische bzw. elektrische Verbindungen geschehen, wobei die
elektrischen Verbindungen gleichzeitig auch eine mechanische
Verbindung schaffen. Der strukturierte Rand 63 kann in diesem
Falle auch in den entsprechenden Randbereichen der Platine 56
bzw. der Leiterplatte 56 angebracht werden. Fig. 5 zeigt eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnittes B in Fig. 5. Dabei
ist zu sehen, daß der Piezzo-Kristall 59 eine im wesentlichen
kreisscheibenförmige Gestalt hat, auf dessen dem Betrachter
zugewandten Fläche das ringförmig ausgeschnittene Ende 66 der
Verbindungsleitung 51 liegt, wobei, in der ringförmig
ausgeschnittenen Fläche die Kontaktierungsebenen 67 des
Piezzo-Kristalls 59 zu erkennen sind, an denen Anschlußenden
68 der Leiterbahnen der Verbindungsleitung 51 kontaktiert
sind.However, it is not necessary that the
Fig. 6 zeigt eine abweichende Lösung für den Aufbau der
Elektronikschaltung, wobei statt der Leiterplatte 56 ein hoch
integrierter Baustein auf die keine Ausnehmung aufweisende
flexible Leiterfolie 50 gesetzt ist.Fig. 6 shows a different solution for the structure of the
Electronic circuit, with a high instead of the
Der hoch integrierte Baustein ASIC ist mit 69 bezeichnet. Die gegenüber Fig. 3 nicht dargestellten Bereiche der Leiterbahn 50 können wie in Fig. 3 gezeigt ausgeführt sein.The highly integrated ASIC chip is labeled 69. The areas of the conductor track not shown in FIG. 3 50 can be implemented as shown in FIG. 3.
In Fig. 7 ist in aufgeschnittener Darstellung ein Gehäuseteil
für den Wandler gezeigt. Besonders wichtig dabei sind die
Einschubnuten 70, die zur Führung des Randes der flexiblen
Leiterfolie 50 bzw. des Randes der Leiterplatte 56 bzw.
Platine dienen.In Fig. 7 is a cut part of a housing part
shown for the converter. They are particularly
In Fig. 8 ist in symbolischer Darstellung die Bauelemente-Gruppe
Fig. 3 in das einteilige Sensorgehäuse 71 eingefügt.
Man sieht, daß die Leiterplatte 56 mit elektronischen Bauelementen
57,87 beidseitig bestückt ist, wobei der
elektronische Baustein 57 entsprechend Fig. 3 durch die
Ausnehmung 53 der flexiblen Leiterfolie 50 ragt. Der Piezzo-Kristall
59 sitzt am Boden 72 des Wandlertopfs 73, das Innere
des hohlzylinderförmigen Gehäuses 71 ist mit Kunststoff
ausgegossen bzw. ausgeschäumt, um die in dem Gehäuse 71
sitzenden Baugruppen zu sichern bzw. den Innenraum des als
Resonator 73 dienenden Wandlertopfes in geeigneter Weise zu
bedämpfen. Ein freies Ende 74 der zweiten Verbindungsleitung
52 ragt aus der Vergußmasse 75 des Wandlergehäuses 71, so daß
der gemäß Fig. 3 an das Ende der Verbindungsleitung 52
angefügte Stecker 60 gegenüber dem Wandlergehäuse frei
bewegbar ist. Üblicherweise wird man für das Wandlergehäuse 71
regelmäßig ein festes wenig elastisches Material vorsehen. Da
aber andererseits die Mantelflächen des Wandlertopfs 73
elastisch aufgehängt sein müssen, wird vorgeschlagen, um den
Topf eine elastische Schicht 76 zu gießen, die einen Zwischenraum
zwischen dem Topf 73 und dem Gehäuse 71 ausfüllt. Die
elastische Schicht kann auch durch einen entsprechend ausgeformten
Silikonring gebildet sein. Andererseits ist es möglich,
erst die elastische Schicht 76 an die Mantelfläche des
Wandlertopfs 73 anzugießen und danach in einem zweiten Schritt
in einem Spritzgußverfahren das Wandlergehäuse 71 zu formen.The component group is shown in a symbolic representation in FIG
Fig. 3 inserted into the one-
In Fig. 9 ist ein zweigeteiltes Gehäuse 77 dargestellt, wobei
aus diesem Wandlergehäuse das freie Ende 74 der Verbindungsleitung
52 ragt. Die auf die flexible Leiterfolie aufgebrachten
Leiterbahnen 78 münden in Kontaktbezirken 79, über die der
Wandler 77 an eine zentrale Steuerung anschließbar ist. In dem
freien Ende 74 sind noch vier Löcher 80 eingezeichnet, die
beispielsweise zur Zugentlastung der Verbindungsleitung 52 im
Kontaktbereich dienen können. Hierzu kann wie in Fig. 12
gezeigt eine Schelle 82 vorgesehen sein, die das freie Ende 74
der Verbindungsleitung 52, des Wandlers 77 sichert.9 shows a two-part housing 77, wherein
from this converter housing the
In Fig. 11 ist eine geeignete Zugentlastungsschelle 82
gezeigt, wobei der Schellenkörper gegenüber dem Fahrzeug beispielsweise
über einen in Fig. 10 dargestellten Stoßfänger 83
gesichert ist. Die Schelle 82 in Fig. 11 kann beispielsweise
durch geeignete Ausgestaltung nicht nur zur Zugentlastung
dienen, sondern auch die Kontaktierung unterstützen, wobei zur
Zugentlastung Stifte 85 durch die Löcher 80 greifen. Der
Deckel der Schelle 82 ist durch eine Rastverbindung gesichert.A suitable
In Fig. 10 ist noch dargestellt, daß ein Kabelsatz 85 zur
Verbindung einzelner an dem Stoßfänger 83 befestigter Wandler
mit einem zentralen Stecker 86 dienen kann. Der Kabelsatz 85
kann dabei wiederum als flexible Leiterfolie ausgestaltet
sein, deren Leiterbahnen 78 entsprechend Fig. 11 über die
zugeordneten Kontaktbezirke 79 durch Stempellötung miteinander
verbunden sind. Der Kabelsatz 85 ist in eine Anzahl von
abgehenden Enden 86 aufgeteilt, die zu den freien Enden 74 der
einzelnen nicht dargestellten Wandler geführt sind. Der als
flache flexible Leiterfolie ausgestaltete Kabelsatz 85 kann
mit einer Klebschicht versehen sein, mit der er an der
Innenseite des Stoßfängers 83 festgeklebt wird. Die
Kontaktbezirke bilden Lötstellen und dienen als vorbereitete
Lotdepots. Die Zinken 88 greifen durch entsprechende Löcher 80
in beiden Folienabschnitten 86, 74 durch, wobei die
Folienabschnitte laschenartig von dem Wandlergehäuse 74 bzw.
dem Kabelsatz 85 abstehen (Fig. 9, Fig. 10). Die flexiblen
Leiterfolien können aus Polyamid gefertigt sein. Dabei handelt
es sich um einen Kunststoff mit hoher mechanischer und
thermischer Belastbarkeit. Auf diesen Kunststoff werden
mittels geeigneter Verfahren die einzelnen Leiterbahnen
aufgebracht und mit einer weiteren Folie abgedeckt.In Fig. 10 it is also shown that a cable set 85 for
Connection of individual transducers attached to the
Hinsichtlich des Fertigungsprozesses kann folgendermaßen
vorgegangen werden: Die Membran wird entweder in einem
Silikonring innerhalb des Gehäuses gelagert oder direkt in das
Gehäuse eingespritzt bzw. in das einteilige zylinderförmige
Gehäuseteil 71 eingeschoben. Über die Leiterplatte bzw.
Platine 56 wird die flexible Leiterfolie 50 gelegt und die
Leiterplatte mittels Stempellötung (5-fach) mit der Folie
elektrisch leitend und mechanisch verbunden. Anschließend wird
der gesamte Strang einschließlich des vormontierten Piezzo-Kristalls
nach vorn in das Gehäuse eingeführt. Der Piezzo-Kristall
59 wird auf dem Gehäuseboden durch applizierten
Kunststoff aufgebracht und so auf die Membran aufgeklebt und
die flexible Leiterfolie im Bereich der Leiterplatte über die
in das Gehäuse 71 integrierte Einschubnut 70 gesichert. Der
Teil der Leiterplatte, welcher noch durchzumessen und mit
einem Laser abzugleichen ist, schaut hierbei noch aus dem
Gehäuse heraus. Nach dem Laserabgleich wird dann die
Leiterplatte voll in das Gehäuse 51 eingeschoben und vergossen
bzw. ausgeschäumt. Es ist auch denkbar, wie in Fig. 7 gezeigt,
das Gehäuse 71 zweiteilig auszuführen.With regard to the manufacturing process can be as follows
be followed: The membrane is either in one
Silicone ring stored inside the housing or directly in it
Injected housing or in the one-piece
Claims (19)
- Ultrasonic transducer, in particular for a distance-warning unit with a housing (71, 77) in which are arranged a resonator (73) provided with a piezo crystal (59) and a board (56) carrying an electric circuit (57, 87), the board (56) being arranged in a plane of which the perpendicular is substantially at right angles to the longitudinal direction of the housing (71, 77) and the transducer being provided with contactable terminal contacts, characterised in that first connecting lines (51) connect the piezo crystal (59) to the electric circuit (57, 87) and second connecting lines (52) connect the electric circuit to the contacts (79, 60), in that the contacts may be connected to a cable loom (85), in that the first and second connecting lines (51, 52) are arranged on a common integral elastic conducting foil (50) and in that the electric circuit is arranged on a substantially rigid printed-circuit board or board (56), the printed-circuit board (56) carrying electric circuit contacts which may be connected to the connecting lines (51, 52) on the flexible conducting foil (50).
- Ultrasonic transducer according to claim 1, characterised in that the housing (71, 72) is divided in the radial direction and the first housing part (71) receiving the resonator (73) is provided with guide grooves (70) which extend in the longitudinal direction of the transducer or the radiation direction and hold the printed-circuit board (56) at its lateral edges.
- Ultrasonic transducer according to claim 1 or 2, characterised in that the two housing parts (71, 77) may be mutually connected by latching.
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that the first and/or second connecting lines (51, 52) are formed by a flexible conducting foil (50) on which conductor tracks (55) are arranged.
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that the flexible conducting foil (50) is provided with a continuous aperture (53) in which contactable conductor tracks (49) project and in that the connecting contacts (55) of the electric circuit (57, 58) on the printed-circuit board (56) may be connected to the contactable conductor tracks (49).
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that at least one insertion groove (70) is provided which extends in the longitudinal direction of the housing and in which the associated edge region (64, 65) of the conducting foil and/or the printed-circuit board (56) is laterally mounted.
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that the electric circuit (57, 58) in the form of a highly integrated module (57) rests directly on the conducting foil (50) and may be connected via the terminal strip thereof directly to the conductor tracks (49).
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that the piezo crystal (59) is placed directly onto the end (58), facing it, of the conducting foil (50) and its electric contact planes (67) are contacted directly by the associated conductor tracks (49) of the conducting foil (50).
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that the substantially pot-shaped membrane (73) is inserted via an elastic intermediate layer (76) surrounding it into the membrane-side end of the housing (71) and in that the intermediate layer (76) is formed by a silicone ring or by an injection-moulded annular layer of a more flexible material different from the housing material.
- Ultrasonic transducer according to claim 9, characterised in that the housing wall at least partially surrounds the intermediate layer (76).
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that strain relief structures (63) are grovided at the lateral edges (64, 65) of the conducting foil (50) and/or of the printed-circuit board (56).
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that the housing (71) provided with the resonator (73), the piezo crystal (59), the conducting foil (50) and optionally the printed-circuit board (56) is filled by foaming or casting with a suitable casting compound (75).
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that at least one free end (74) of the second connecting line (52) projects from the housing (71).
- Ultrasonic transducer according to claim 13, characterised in that the terminal contacts (79) are contactable areas on the projecting part (74) at the free end (74) of the second connecting line (52).
- Ultrasonic transducer according to claim 14, characterised in that the contactable areas (79) are located in the end region of the second connecting line (52) and are surrounded by a watertight plug terminal (60).
- Ultrasonic transducer according to claim 8, characterised in that the contactable areas (79) are connected to a cable loom (85) by a soldering process, the cable loom (85) preferably being formed by a flexible conducting foil in the form of a flat strip.
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that the flat strip serving as the cable loom (85) is provided with an adhesive layer on one side by means of which the flat strip can be fastened to the internal face of a bumper (83).
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that the contact areas (79) are plated through by the associated conductor tracks of the flat strip (85) by stamp soldering.
- Ultrasonic transducer according to any of the preceding claims, characterised in that at least one cord grip (82) is provided to secure the conducting foils (74, 85, 86) relative to the bumper (83) in the region of contact.
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