EP4673712A1 - Vorrichtung und verfahren zur elektrischen kontaktierung eines sensors - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur elektrischen kontaktierung eines sensors

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Publication number
EP4673712A1
EP4673712A1 EP24704747.5A EP24704747A EP4673712A1 EP 4673712 A1 EP4673712 A1 EP 4673712A1 EP 24704747 A EP24704747 A EP 24704747A EP 4673712 A1 EP4673712 A1 EP 4673712A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bore
plug
contact
cable
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24704747.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Kessler
Jens-Peter Nagel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4673712A1 publication Critical patent/EP4673712A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H01R24/54—Intermediate parts, e.g. adapters, splitters or elbows
    • H01R24/545—Elbows

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for electrically contacting a sensor in the region of a bore intersection formed in a valve block between two bores arranged at an angle, in particular at right angles, to one another.
  • the sensor can in particular be a temperature sensor.
  • the valve block can in particular be the housing of a valve assembly, such as a tank valve.
  • a preferred area of application is fuel gas tanks, for example hydrogen or natural gas tanks, which have a tank valve with an integrated temperature sensor and a device according to the invention for electrically contacting the temperature sensor.
  • a tank valve for a fuel gas tank is generally used to remove fuel gas from the fuel gas tank and to fill the fuel gas tank with fuel gas.
  • several valves are integrated into the tank valve, so that the tank valve is not a single valve, but a valve assembly.
  • a temperature sensor can also be integrated into the tank valve to record the temperature in the fuel gas tank. So that the temperature sensor is located inside the fuel gas tank, it is usually integrated into a connecting section of a valve block of the tank valve, which is inserted into the fuel gas tank to connect it. The electrical connections of the temperature sensor can then be led out of the fuel gas tank via the connecting section, so that they can be electrically contacted. In the current state of the art, electrical contact is made using so-called Molex connectors, for example.
  • a Molex connector has a female plug contact and a male plug contact.
  • the Molex connector is connected to the sensor or its connection cables via the male plug contact, with the Molex connector and the temperature sensor within the valve block generally oriented at an angle of 90° to one another.
  • the valve block has two holes at right angles to one another that are connected to one another via a hole intersection.
  • the sensor's connection cables are inserted into the hole for the sensor and pushed over the hole intersection into the hole for the Molex connector. The connection cables can then be pulled out via the hole for the Molex connector and connected to the male plug contact of the Molex connector.
  • This type of electrical contacting of a sensor, in particular a temperature sensor, within a valve block of a tank valve is not only highly susceptible to errors, but also very time-consuming, since many steps can only be carried out manually.
  • the present invention is concerned with the task of making electrical contacting less susceptible to errors and less time-consuming, so that a high degree of automation is possible for large-scale production.
  • the proposed device is used for electrically contacting a sensor, in particular a temperature sensor, in the region of a bore intersection formed in a valve block between two bores arranged at an angle, in particular at right angles to one another.
  • the device comprises: a plug for insertion into one bore, the plug having exposed, disc-shaped and/or ring-shaped contact surfaces in a peripheral region which can be brought into overlap with the other bore and can be aligned coaxially with respect to a longitudinal axis A of the other bore, a cable piece connected to the sensor for insertion into the other bore, the cable piece having at least two cables, each with contact pins and/or springs arranged at the end for contacting the contact surfaces.
  • the electrical contact can be made in a concealed manner by inserting the plug and the cable piece into the respective hole in the valve block. This means that no cables have to be routed across the hole intersection, thus avoiding damage to the cables and reducing the risk of errors in the electrical contact. Furthermore, the plug and cable piece can be inserted into the valve block by machine, allowing a high degree of automation.
  • the disk- and/or ring-shaped design of the contact surfaces enables the required coaxial arrangement of the contact surfaces in relation to the longitudinal axis A of the other hole.
  • the contact surfaces are also arranged coaxially to one another.
  • at least one contact surface is designed in a ring shape so that the other contact surface can be arranged in its center.
  • the other contact surface can be designed as a circular disk.
  • the disk- and/or ring-shaped contact surfaces are preferably connected to the plug contacts of the plug via conductor tracks.
  • the conductor tracks The terminals are preferably completely overmolded for electrical insulation so that only the contact surfaces are exposed.
  • the cable of the cable section has contact pins at the end, these are preferably designed as spring-loaded contact pins so that they are pressed against the respective contact surface of the plug by spring force after the cable section is inserted into the valve block.
  • the contact pins arranged at the end can be surrounded by springs which come into contact with the contact surfaces and are tensioned when the cable section is inserted into the valve block.
  • the springs or the spring-loaded contact pins make it possible to compensate for manufacturing and/or assembly tolerances. Thermally induced changes in length can also be compensated so that the most permanent electrical contact possible is guaranteed.
  • the disk-shaped and/or ring-shaped contact surfaces of the plug are spaced apart from one another in the axial direction relative to the longitudinal axis A of the hole that accommodates the cable section.
  • the two contact surfaces are not in one plane, but are arranged axially offset from one another.
  • the offset arrangement increases the short-circuit distance between the two contact surfaces, so that the risk of a short circuit is reduced.
  • at least one conductor track connected to a contact surface can be angled and/or bent once or several times.
  • the plug has an eccentrically arranged element, for example an eccentrically arranged pin, for determining the rotational position of the plug within the bore.
  • the eccentrically arranged element specifies the rotational position of the plug in relation to the valve block.
  • installation is only possible in one rotational position.
  • the eccentrically arranged element prevents the rotational position of the plug from changing.
  • the eccentrically arranged element therefore also serves as an anti-twist device.
  • a bore is formed in the valve block for receiving the eccentric element.
  • the hole is arranged eccentrically in relation to the hole that receives the plug and runs parallel to it. The eccentrically arranged element can then be very easily inserted into the other hole when the plug is inserted into the hole, provided that the rotational position of the plug is correct.
  • one cable of the cable piece is preferably aligned coaxially with the longitudinal axis A of the bore receiving the cable piece and the other cable is parallel to this at an axial distance a.
  • each cable can be brought into contact with one of the two coaxially arranged contact surfaces - indirectly via the contact pin and/or the spring.
  • the contact pin or the spring of the cable aligned coaxially with respect to the longitudinal axis A comes into contact with the centrally arranged, disk-shaped contact surface.
  • the contact pin or the spring of the cable arranged at an axial distance a comes into contact with the external, ring-shaped contact surface which surrounds the centrally arranged contact surface, regardless of the rotational position of the cable piece in relation to the valve block.
  • the rotational position of the cable piece is therefore not important, so that this can be neglected when inserting the cable piece into the valve block.
  • the axial distance a of the two cables of the cable section preferably corresponds to a mean radius R of the larger of the two contact surfaces of the connector, i.e. the outer ring-shaped contact surface. This ensures that the non-coaxially arranged cable is securely attached to the outer ring-shaped contact surface.
  • a method for electrically contacting a sensor, in particular a temperature sensor, in the area of a bore intersection formed in a valve block between two bores arranged at an angle, in particular at right angles, to one another is also proposed.
  • the method comprises the steps:
  • the proposed method can be carried out in particular using the previously described device according to the invention, so that the same advantages can be achieved.
  • the electrical contact can be simplified because no cables have to be routed across the bore intersection. This saves time.
  • damage to the cables is avoided, so that process reliability increases.
  • the steps of the method can also be carried out mechanically, so that the method enables a high degree of automation.
  • the electrical contact of the sensor is made in a hidden way when the plug and the cable section are inserted into the valve block.
  • the plug is inserted into one hole and the cable section into the other hole.
  • the contact pins and/or springs arranged at the end of the cables come into contact with the contact surfaces of the plug, so that no further measures for electrical contact are required.
  • a cable When inserting the cable section into the hole, a cable is preferably brought into contact with a contact surface of the plug indirectly via a contact pin and/or a spring. Neither the contact pins or springs may touch each other nor the contact surfaces of the plug, as this would otherwise result in a short circuit.
  • the rotational position of the cable section in relation to the valve block is not important, provided the plug has been inserted into the valve block in the correct rotational position.
  • the contact is advantageously made via spring-loaded contact pins and/or springs arranged on the contact pins, as these allow for compensation of manufacturing and/or assembly tolerances as well as thermally induced length changes.
  • the rotational position of the plug is preferably secured within the bore so that the plug cannot twist within the bore.
  • the anti-twisting device is preferably implemented using an eccentrically arranged element, for example an eccentrically arranged pin.
  • the eccentrically arranged element can then be inserted into another bore in the valve block, which is preferably arranged eccentrically in relation to the bore that receives the plug and runs parallel to it.
  • the eccentrically arranged element can then be inserted into the eccentrically arranged additional bore in the valve block.
  • Fig. 1 is a sectional view of a valve block with a sensor and a device according to the invention for electrically contacting the sensor
  • Fig. 2 shows a detail of Figure 1 with the plug inserted and before mounting the cable piece of the device according to the invention
  • FIG. 3 a) an enlarged section of Figure 2 in the area of a bore intersection formed in the valve block and b) the same section, but rotated by 90°,
  • Fig. 4 shows the same section as Figure 2 after assembly of the cable piece of the device according to the invention
  • FIG. 5 a an enlarged section of Figure 4 in the area of the bore intersection formed in the valve block and b) the same section, but rotated by 90°.
  • FIG. 1 shows a valve block 2, for example the valve block 2 of a tank valve.
  • the valve block 2 comprises a sensor 1, preferably a temperature sensor, which is surrounded by a sleeve 19 which is arranged coaxially with respect to a bore 5 in a connecting section 18 of the valve block 2.
  • the valve block 2 or the tank valve can be inserted into a fuel gas tank (not shown) via the connecting section 18.
  • the bore 5 is connected via a bore intersection 3 to a bore 4 which runs at an angle, in this case at a right angle, to the bore 5.
  • a plug 6 of a device according to the invention for electrically contacting the sensor 6 is inserted into the bore 4. Since the plug 6 has to be installed in a certain rotational position with respect to the valve block 2, it has an eccentrically arranged element 16 in the form of a pin which is brought into engagement with a further bore 17 when the plug 6 is inserted into the valve block 2.
  • Figure 2 shows the upper area of the valve block 2 of Figure 1 with the plug 6 inserted.
  • the plug 6 extends into the area of the bore intersection 3. This ensures that the exposed contact surfaces 7, 8 of the plug 6 arranged on the circumference can be brought into overlap with the bore 5 formed in the connecting section 18.
  • the contact surfaces 7, 8 are described below with reference to Figures 3a) and 3b).
  • the contact surfaces 7, 8 are designed in the shape of a disk or ring and are arranged coaxially to one another and in relation to a longitudinal axis A of the bore 5 formed in the connecting section 18 (see Figure 3b)).
  • Conductor tracks 20, 21 lead from the contact surfaces 7, 8 to plug contacts (not shown) of the plug 6 arranged at the other end.
  • the contact surfaces 7, 8 are not in one plane, but one behind the other, i.e. at an axial distance in relation to the longitudinal axis A (see Figure 3b)). Since the contact surface 7 is designed in the shape of a ring, it exposes the contact surface 8 arranged behind it.
  • a cable piece 9 (see Figure 1) with two parallel cables 10, 11 is inserted into the hole 5.
  • the cable 10 is aligned coaxially to the longitudinal axis A of the hole 5.
  • the cable 11 runs parallel to it at a distance a (see Figures 4 and 5b)).
  • the distance a corresponds to a a mean radius R of the ring-shaped contact surface 7 of the plug 6 (see Figures 3a) and 5a)).
  • both cables 10, 11 have contact pins 12, 13 with springs 14, 15 at their ends, which project beyond the contact pins 12, 13 in the axial direction.
  • the springs 14, 15 make it possible to compensate for manufacturing and/or assembly tolerances and to compensate for thermally induced changes in length. While the rotational position of the plug 6 is relevant, the rotational position of the cable section 9 in relation to the valve block 2 is not important. As shown by way of example in Figure 5a), the spring 14 always comes into contact with the ring-shaped contact surface 7 (see dashed position examples) regardless of the rotational position of the cable section 9 and thus of the cable 11. Consequently, measures to prevent the cable section 9 from twisting are not required.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines Sensors (1), insbesondere eines Temperatursensors, im Bereich einer in einem Ventilblock (2) ausgebildeten Bohrungsverschneidung (3) zweier winklig, insbesondere rechtwinklig, zueinander angeordneter Bohrungen (4, 5), umfassend: - einen Stecker (6) zum Einsetzen in die eine Bohrung (4), wobei der Stecker (6) in einem Umfangsbereich freiliegende, scheiben- und/oder ringförmige Kontaktflächen (7, 8) aufweist, die in Überdeckung mit der anderen Bohrung (5) bringbar und koaxial in Bezug auf eine Längsachse (A) der anderen Bohrung (5) ausricht- bar sind, - ein mit dem Sensor (1) verbundenes Kabelstück (9) zum Einsetzen in die andere Bohrung (5), wobei das Kabelstück (9) mindestens zwei Kabel (10, 11) mit jeweils endseitig angeordneten Kontaktstiften (12, 13) und/oder Federn (14, 15) zur Kontaktierung der Kontaktflächen (7, 8) aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines Sensors (1), insbesondere eines Temperatursensors.

Description

Beschreibung und Verfahren zur elektrischen eines Sensors
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines Sensors im Bereich einer in einem Ventilblock ausgebildeten Bohrungsverschneidung zweier winklig, insbesondere rechtwinklig, zueinander angeordneter Bohrungen. Bei dem Sensor kann es sich insbesondere um einen Temperatursensor handeln. Bei dem Ventilblock kann es sich insbesondere um das Gehäuse einer Ventilbaugruppe, wie beispielsweise eines Tankventils, handeln.
Bevorzugter Anwendungsbereich sind Brenngastanks, beispielsweise Wasserstoffoder Erdgastanks, die ein Tankventil mit integrierten Temperatursensor und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung des Temperatursensors aufweisen.
Stand der Technik
Ein Tankventil für einen Brenngastank dient in der Regel der Entnahme von Brenngas aus dem Brenngastank sowie dem Befüllen des Brenngastanks mit Brenngas. Hierzu sind in das Tankventil mehrere Ventile integriert, so dass es sich bei dem Tankventil nicht um ein einzelnes Ventil, sondern um eine Ventilbaugruppe handelt. Zum Erfassen der Temperatur im Brenngastank, kann ferner ein Temperatursensor in das Tankventil integriert sein. Damit der Temperatursensor innerhalb des Brenngastanks zu liegen kommt, wird er üblicherweise in einen Verbindungsabschnitt eines Ventilblocks des Tankventils integriert, welcher zur Verbindung mit dem Brenngastank in diesen eingesetzt wird. Über den Verbindungsabschnitt können dann die elektrischen Anschlüsse des Temperatursensors aus dem Brenngastank herausgeführt werden, so dass diese elektrisch kontaktiert werden können. Im Stand der Technik wird die elektrische Kontaktierung zum Beispiel über sogenannte Molex-Stecker realisiert. Ein Molex-Stecker weist einen Female-Steckkontakt und einen Male-Steckkontakt auf. Über den Male-Steckkontakt wird der Molex-Stecker mit dem Sensor bzw. mit dessen Anschlusskabeln verbunden, wobei der Molex-Stecker und der Temperatursensor innerhalb des Ventilblocks in der Regel in einem Winkel von 90° zueinander orientiert sind. Der Ventilblock weist hierzu zwei rechtwinklig zueinander liegende Bohrungen auf, die über eine Bohrungsverschneidung miteinander verbunden sind. Während der Montage werden die Anschlusskabel des Sensors in die Bohrung für den Sensor eingeführt und über die Bohrungsverschneidung hinweg bis in die Bohrung für den Molex-Stecker geschoben. Über die Bohrung für den Molex- Stecker können die Anschlusskabel dann herausgezogen und mit dem Male- Steckkontakt des Molex-Steckers verbunden werden. Anschließend werden Male- Steckkontakt und Female-Steckkontakt verbunden und in die Bohrung für den Molex- Stecker eingesetzt, wobei die Anschlusskabel des Sensors - wiederum über die Bohrungsverschneidung hinweg - in die Bohrung für den Sensor zurückgeschoben werden müssen. Beim Einsetzen des Molex-Steckers ist dabei darauf zu achten, dass die Anschlusskabel des Sensors nicht zwischen dem Stecker und dem Ventilblock eingeklemmt werden, da andernfalls die Gefahr eines Kurzschlusses oder einer Leitungsunterbrechung besteht.
Diese Art der elektrischen Kontaktierung eines Sensors, insbesondere eines Temperatursensors, innerhalb eines Ventilblocks eines Tankventils ist nicht nur stark fehleranfällig, sondern darüber hinaus auch sehr zeitaufwendig, da viele Schritte nur manuell ausführbar sind. Die vorliegende Erfindung ist mit der Aufgabe befasst, die elektrische Kontaktierung weniger fehleranfällig und weniger zeitaufwendig zu gestalten, so dass ein hoher Automatisierungsgrad für die Großserienproduktion möglich ist.
Zur Lösung der Aufgabe werden die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
Offenbarung der Erfindung Die vorgeschlagene Vorrichtung dient der elektrischen Kontaktierung eines Sensors, insbesondere eines Temperatursensors, im Bereich einer in einem Ventilblock ausgebildeten Bohrungsverschneidung zweier winklig, insbesondere rechtwinklig, zueinander angeordneter Bohrungen. Die Vorrichtung umfasst: einen Stecker zum Einsetzen in die eine Bohrung, wobei der Stecker in einem Umfangsbereich freiliegende, scheiben- und/oder ringförmige Kontaktflächen aufweist, die in Überdeckung mit der anderen Bohrung bringbar und koaxial in Bezug auf eine Längsachse A der anderen Bohrung ausrichtbar sind, ein mit dem Sensor verbundenes Kabelstück zum Einsetzen in die andere Bohrung, wobei das Kabelstück mindestens zwei Kabel mit jeweils endseitig angeordneten Kontaktstiften und/oder Federn zur Kontaktierung der Kontaktflächen aufweist.
Mit Hilfe der vorgeschlagenen Vorrichtung kann die elektrische Kontaktierung verdeckt vorgenommen werden, und zwar mit dem Einsetzen des Steckers und des Kabelstücks in die jeweilige Bohrung des Ventilblocks. Das heißt, dass keine Kabel über die Bohrungsverschneidung hinweggeführt werden müssen, so dass eine Beschädigung der Kabel vermieden wird und es weniger zu Fehlern bei der elektrischen Kontaktierung kommt. Ferner kann das Einsetzen von Stecker und Kabelstück in den Ventilblock maschinell bewirkt werden, so dass ein hoher Automatisierungsgrad möglich ist.
Aufgrund der Anordnung der Kontaktflächen in einem Umfangsbereich des Steckers, können diese beim Einsetzen in die Bohrung in Überdeckung mit der anderen Bohrung gebracht werden. Hierzu ist lediglich die Drehlage des Steckers in Bezug auf den Ventilblock zu beachten. Die scheiben- und/oder ringförmige Ausführung der Kontaktflächen ermöglicht die geforderte koaxiale Anordnung der Kontaktflächen in Bezug auf die Längsachse A der anderen Bohrung. Das heißt, dass die Kontaktflächen auch zueinander koaxial angeordnet sind. Vorzugsweise ist zumindest eine Kontaktfläche ringförmig ausgeführt, so dass die andere Kontaktfläche in deren Zentrum angeordnet werden kann. Die andere Kontaktfläche kann in diesem Fall als kreisrunde Scheibe ausgebildet sein. Die scheiben- und/oder ringförmigen Kontaktflächen sind vorzugsweise über Leiterbahnen mit Steckkontakten des Steckers verbunden. Die Leiterbah- nen sind vorzugsweise zur elektrischen Isolierung vollständig umspritzt, so dass nur die Kontaktflächen freiliegen.
Sofern die Kabel des Kabelstücks endseitige Kontaktstifte aufweisen, sind diese bevorzugt als gefederte Kontaktstifte ausgeführt, so dass sie nach dem Einsetzen des Kabelstücks in den Ventilblock mittels Federkraft gegen die jeweilige Kontaktfläche des Steckers gedrückt werden. Alternativ können die endseitig angeordneten Kontaktstifte von Federn umgeben sein, die beim Einsetzen des Kabelstücks in den Ventilblock zur Anlage an den Kontaktflächen gelangen und gespannt werden. Die Federn bzw. die gefederten Kontaktstifte ermöglichen den Ausgleich von Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen. Ferner können thermisch bedingte Längenänderungen kompensiert werden, so dass eine möglichst dauerhafte elektrische Kontaktierung gewährleistet ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die scheiben- und/oder ringförmigen Kontaktflächen des Steckers in axialer Richtung bezogen auf die Längsachse A der das Kabelstück aufnehmenden Bohrung zueinander beabstandet sind. Das heißt, dass die beiden Kontaktflächen nicht in einer Ebene liegen, sondern axial versetzt zueinander angeordnet sind. Die versetzte Anordnung vergrößert den Kurzschlussabstand der beiden Kontaktflächen zueinander, so dass die Gefahr eines Kurzschlusses verringert wird. Mindestens eine mit einer Kontaktfläche verbundene Leiterbahn kann hierzu ein- oder mehrfach abgewinkelt und/oder gebogen sein.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Stecker ein exzentrisch angeordnetes Element, beispielsweise einen exzentrisch angeordneten Stift, zur Festlegung der Drehlage des Steckers innerhalb der Bohrung aufweist. Beim Einsetzen des Steckers gibt das exzentrisch angeordnete Element die Drehlage des Steckers in Bezug auf den Ventilblock vor. Vorzugsweise ist der Einbau nur in der einen Drehlage möglich. Nach dem Einsetzen verhindert das exzentrisch angeordnete Element, dass sich die Drehlage des Steckers ändert. Das exzentrisch angeordnete Element dient demnach ferner als Verdrehsicherung.
Bevorzugt ist hierzu im Ventilblock eine Bohrung zur Aufnahme des exzentrischen Elements ausgebildet. In Eingriff mit der Bohrung kann dann die Drehlage des Steckers in Bezug auf den Ventilblock nicht mehr verändert werden. Ferner bevorzugt ist die Bohrung exzentrisch in Bezug auf die den Stecker aufnehmende Bohrung angeordnet und verläuft parallel zu dieser. Das exzentrisch angeordnete Element kann dann sehr einfach beim Einsetzen des Steckers in die Bohrung in die weitere Bohrung eingesetzt werden, sofern die Drehlage des Steckers korrekt ist.
Des Weiteren bevorzugt ist das eine Kabel des Kabelstücks koaxial zur Längsachse A der das Kabelstück aufnehmenden Bohrung ausgerichtet und das andere Kabel in einem Achsabstand a parallel hierzu. Jedes Kabel kann auf diese Weise - indirekt über den Kontaktstift und/oder die Feder - in Kontakt mit einer der beiden koaxial angeordneten Kontaktflächen gebracht werden. Beim Einsetzen des Kabelstücks in den Ventilblock gelangt der Kontaktstift bzw. die Feder des koaxial in Bezug auf die Längsachse A ausgerichteten Kabels in Kontakt mit der zentral angeordneten, scheibenförmigen Kontaktfläche. Der Kontaktstift bzw. die Feder des hierzu in einem Achsabstand a angeordneten Kabels gelangt in Kontakt mit der außenliegenden, ringförmigen Kontaktfläche, welche die zentral angeordnete Kontaktfläche umgibt, und zwar unabhängig von der Drehlage des Kabelstücks in Bezug auf den Ventilblock. Auf die Drehlage des Kabelstücks kommt es demnach nicht an, so dass diese beim Einsetzen des Kabelstücks in den Ventilblock vernachlässigbar ist.
Der Achsabstand a der beiden Kabel des Kabelstücks entspricht vorzugsweise einem mittleren Radius R der größeren der beiden Kontaktflächen des Steckers, das heißt der außenliegenden ringförmigen Kontaktfläche. Dadurch ist sichergestellt, dass das nicht koaxial angeordnete Kabel sicher zur Anlage an der außenliegenden ringförmigen Kontaktfläche gelangt.
Zur Lösung eingangs genannter Aufgabe wird ferner ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines Sensors, insbesondere eines Temperatursensors, im Bereich einer in einem Ventilblock ausgebildeten Bohrungsverschneidung zweier winklig, insbesondere rechtwinklig, zueinander angeordneter Bohrungen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die Schritte:
Einsetzen eines Steckers in die eine Bohrung, wobei in einem Umfangsbereich freiliegende, scheiben- und/oder ringförmige Kontaktflächen des Steckers in Überdeckung mit der anderen Bohrung gebracht und koaxial in Bezug auf eine Längsachse A der anderen Bohrung ausgerichtet werden,
Einsetzen eines mit dem Sensor verbundenen Kabelstücks mit mindestens zwei Kabeln in die andere Bohrung, wobei endseitig an den Kabeln angeordnete Kontaktstifte und/oder Federn in Kontakt mit den Kontaktflächen gebracht werden.
Das vorgeschlagene Verfahren kann insbesondere unter Verwendung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden, so dass die gleichen Vorteile erzielbar sind. Insbesondere kann die elektrische Kontaktierung vereinfacht werden, da keine Kabel über die Bohrungsverschneidung hinweg geführt werden müssen. Auf diese Weise kann Zeit eingespart werden. Ferner werden Beschädigungen der Kabel vermieden, so dass die Prozesssicherheit steigt. Die Schritte des Verfahrens können zudem maschinell ausgeführt werden, so dass das Verfahren einen hohen Automatisierungsgrad ermöglicht.
Die elektrische Kontaktierung des Sensors erfolgt dabei verdeckt, und zwar beim Einsetzen des Steckers und des Kabelstücks in den Ventilblock. Der Stecker wird hierzu in die eine Bohrung, das Kabelstück in die andere Bohrung eingesetzt. Mit Einsetzen des Kabelstücks gelangen die endseitig an den Kabeln angeordneten Kontaktstifte und/oder Federn zur Anlage an den Kontaktflächen des Steckers, so dass keine weiteren Maßnahmen zur elektrischen Kontaktierung erforderlich sind.
Bevorzugt wird beim Einsetzen des Kabelstücks in die Bohrung jeweils ein Kabel indirekt über einen Kontaktstift und/oder eine Feder in Kontakt mit einer Kontaktfläche des Steckers gebracht. Weder die Kontaktstifte bzw. Federn dürfen sich untereinander berühren noch die Kontaktflächen des Steckers, da es andernfalls zu einem Kurzschluss kommt. Auf die Drehlage des Kabelstücks in Bezug auf den Ventilblock kommt es dabei nicht an, sofern der Stecker in der korrekten Drehlage in den Ventilblock eingesetzt worden ist. Vorteilhafterweise wird der Kontakt über gefederte Kontaktstifte und/oder auf den Kontaktstiften angeordnete Federn hergestellt, da diese einen Ausgleich von Fertigungs- und/oder Montagetoleranzen sowie thermisch bedingten Längenänderungen ermöglichen. Ferner bevorzugt wird die Drehlage des Steckers innerhalb der Bohrung gesichert, damit sich der Stecker innerhalb der Bohrung nicht verdrehen kann. Denn andernfalls besteht die Gefahr, dass die elektrische Kontaktierung aufgehoben wird. Die Verdrehsicherung wird vorzugsweise mit Hilfe eines exzentrisch angeordneten Elements, beispielsweise eines exzentrisch angeordneten Stifts, realisiert. Das exzentrisch angeordnete Element kann dann in eine weitere Bohrung des Ventilblocks eingesetzt werden, die vorzugsweise exzentrisch in Bezug auf die den Stecker aufnehmende Bohrung angeordnet ist und parallel zu dieser verläuft. Beim Einsetzen des Steckers in den Ventilblock kann dann das exzentrisch angeordnete Element in die exzentrisch angeordnete weitere Bohrung des Ventilblocks eingesetzt werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines Ventilblocks mit einem Sensor und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung des Sensors,
Fig. 2 einen Ausschnitt der Figur 1 bei eingesetztem Stecker und vor der Montage des Kabelstücks der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3 a) einen vergrößerten Ausschnitt der Figur 2 im Bereich einer im Ventilblock ausgebildeten Bohrungsverschneidung und b) den gleichen Ausschnitt, jedoch um 90° gedreht,
Fig. 4 den gleichen Ausschnitt wie Figur 2 nach der Montage des Kabelstücks der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 5 a) einen vergrößerten Ausschnitt der Figur 4 im Bereich der im Ventilblock ausgebildeten Bohrungsverschneidung und b) den gleichen Ausschnitt, jedoch um 90° gedreht.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Der Figur 1 ist ein Ventilblock 2, beispielsweise der Ventilblock 2 eines Tankventils, zu entnehmen. Der Ventilblock 2 umfasst einen Sensor 1 , vorzugsweise einen Temperatursensor, der von einer Hülse 19 umgeben ist, die koaxial in Bezug auf eine Bohrung 5 in einem Verbindungsabschnitt 18 des Ventilblocks 2 angeordnet ist. Über den Verbindungsabschnitt 18 ist der Ventilblock 2 bzw. das Tankventil in einen Brenngastank (nicht dargestellt) einsetzbar. Die Bohrung 5 ist über eine Bohrungsverschneidung 3 mit einer Bohrung 4 verbunden, die winklig, vorliegend rechtwinklig, zur Bohrung 5 verläuft. In die Bohrung 4 ist ein Stecker 6 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung des Sensors 6 eingesetzt. Da der Stecker 6 in einer bestimmten Drehlage in Bezug auf den Ventilblock 2 eingebaut werden muss, weist dieser ein exzentrisch angeordnetes Element 16 in Form eines Stifts auf, der beim Einsetzen des Steckers 6 in den Ventilblock 2 in Eingriff mit einer weiteren Bohrung 17 gebracht wird.
Figur 2 zeigt den oberen Bereich des Ventilblocks 2 der Figur 1 mit eingesetztem Stecker 6. Der Stecker 6 reicht bis in den Bereich der Bohrungsverschneidung 3 hinein. Dadurch ist sichergestellt, dass umfangseitig angeordnete freiliegende Kontaktflächen 7, 8 des Steckers 6 in Überdeckung mit der im Verbindungsabschnitt 18 ausgebildeten Bohrung 5 gebracht werden können. Die Kontaktflächen 7, 8 werden nachfolgend anhand der Figuren 3a) und 3b) beschrieben.
Wie der Figur 3a) zu entnehmen ist, sind die Kontaktflächen 7, 8 scheiben- bzw. ringförmig gestaltet und koaxial zueinander sowie in Bezug auf eine Längsachse A der im Verbindungsabschnitt 18 ausgebildeten Bohrung 5 angeordnet (siehe Figur 3b)). Leiterbahnen 20, 21 führen von den Kontaktflächen 7, 8 zu andernends angeordneten Steckkontakten (nicht dargestellt) des Steckers 6. Die Kontaktflächen 7, 8 liegen nicht in einer Ebene, sondern hintereinander, das heißt in einem axialen Abstand bezogen auf die Längsachse A (siehe Figur 3b)). Da die Kontaktfläche 7 ringförmig ausgeführt ist, gibt sie die dahinter angeordnete Kontaktfläche 8 frei.
Zur elektrischen Kontaktierung des Sensors 6 wird in die Bohrung 5 ein Kabelstück 9 (siehe Figur 1) mit zwei parallel geführten Kabeln 10, 11 eingesetzt. Das Kabel 10 ist dabei koaxial zur Längsachse A der Bohrung 5 ausgerichtet. Das Kabel 11 verläuft in einem Abstand a parallel dazu (siehe Figuren 4 und 5b)). Der Abstand a entspricht ei- nem mittleren Radius R der ringförmigen Kontaktfläche 7 des Steckers 6 (siehe Figuren 3a) und 5a)). Wie ferner der Figur 5b) zu entnehmen ist, weisen beide Kabel 10, 11 an ihren Enden Kontaktstifte 12, 13 mit Federn 14, 15 auf, welche die Kontaktstifte 12, 13 in axialer Richtung überragen. Beim Einsetzen des Kabelstücks 9 in die Bohrung 5 gelangen die Federn 14, 15 zur Anlage an den Kontaktflächen 7, 8 und werden dabei gespannt. Die Federn 14, 15 ermöglichen auf diese Weise den Ausgleich von Ferti- gungs- und/oder Montagetoleranzen sowie den Ausgleich thermisch bedingter Längenänderungen. Während die Drehlage des Steckers 6 relevant ist, kommt es auf die Drehlage des Kabelstücks 9 in Bezug auf den Ventilblock 2 nicht an. Wie beispielhaft in der Figur 5a) dargestellt, gelangt die Feder 14 unabhängig von der Drehlage des Kabelstücks 9 und damit des Kabels 11 immer zur Anlage an der ringförmigen Kontaktfläche 7 (siehe gestrichelte Lagebeispiele). Demzufolge sind Maßnahmen zur Verdrehsicherung des Ka- belstücks 9 nicht erforderlich.

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zur elektrischen Kontaktierung eines Sensors (1), insbesondere eines Temperatursensors, im Bereich einer in einem Ventilblock (2) ausgebildeten Bohrungsverschneidung (3) zweier winklig, insbesondere rechtwinklig, zueinander angeordneter Bohrungen (4, 5), umfassend: einen Stecker (6) zum Einsetzen in die eine Bohrung (4), wobei der Stecker (6) in einem Umfangsbereich freiliegende, scheiben- und/oder ringförmige Kontaktflächen (7, 8) aufweist, die in Überdeckung mit der anderen Bohrung (5) bringbar und koaxial in Bezug auf eine Längsachse (A) der anderen Bohrung (5) ausrichtbar sind, ein mit dem Sensor (1) verbundenes Kabelstück (9) zum Einsetzen in die andere Bohrung (5), wobei das Kabelstück (9) mindestens zwei Kabel (10, 11) mit jeweils endseitig angeordneten Kontaktstiften (12, 13) und/oder Federn (14, 15) zur Kontaktierung der Kontaktflächen (7, 8) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die scheiben- und/oder ringförmigen Kontaktflächen (7, 8) des Steckers (6) in axialer Richtung bezogen auf die Längsachse (A) der das Kabelstück (9) aufnehmenden Bohrung (5) zueinander beabstandet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (6) ein exzentrisch angeordnetes Element (16), beispielsweise einen exzentrisch angeordneten Stift, zur Festlegung der Drehlage des Steckers (6) innerhalb der Bohrung (4) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilblock (2) eine Bohrung (17) zur Aufnahme des exzentrischen Elements (16) ausgebildet ist, wobei vorzugsweise die Bohrung (17) exzentrisch in Bezug auf die den Stecker (6) aufnehmende Bohrung (4) angeordnet ist und parallel zu dieser verläuft.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Kabel (10) des Kabelstücks (9) koaxial zur Längsachse (A) der das Kabelstück (9) aufnehmenden Bohrung (5) ausgerichtet ist und das andere Kabel (11) in einem Achsabstand (a) parallel hierzu, wobei vorzugsweise der Achsabstand (a) einem mittleren Radius (R) der größeren der beiden Kontaktflächen (7) des Steckers (6) entspricht.
6. Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines Sensors (1), insbesondere eines Temperatursensors, im Bereich einer in einem Ventilblock (2) ausgebildeten Bohrungsverschneidung (3) zweier winklig, insbesondere rechtwinklig, zueinander angeordneter Bohrungen (4, 5), umfassend die Schritte:
Einsetzen eines Steckers (6) in die eine Bohrung (4), wobei in einem Umfangsbereich freiliegende, scheiben- und/oder ringförmige Kontaktflächen (7, 8) des Steckers (6) in Überdeckung mit der anderen Bohrung (5) gebracht und koaxial in Bezug auf eine Längsachse (A) der anderen Bohrung (5) ausgerichtet werden, Einsetzen eines mit dem Sensor (1) verbundenen Kabelstücks (9) mit mindestens zwei Kabeln (10, 11) in die andere Bohrung (5), wobei endseitig an den Kabeln (10, 11) angeordnete Kontaktstifte (12, 13) und/oder Federn (14, 15) in Kontakt mit den Kontaktflächen (7, 8) gebracht werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einsetzen des Kabelstücks (9) in die Bohrung (5) jeweils ein Kabel (10, 11) indirekt über einen Kontaktstift (12, 13) und/oder eine Feder (14, 15) in Kontakt mit einer Kontaktfläche (7, 8) des Steckers (6) gebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehlage des Steckers (6) innerhalb der Bohrung
(4) gesichert wird, vorzugsweise mit Hilfe eines exzentrisch angeordneten Elements (16), beispielsweise eines exzentrisch angeordneten Stifts.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das exzentrisch angeordnete Element (16) in eine weitere Bohrung (17) des Ventilblocks (2) eingesetzt wird, die vorzugsweise exzent- risch in Bezug auf die den Stecker (6) aufnehmende Bohrung (4) angeordnet ist und parallel zu dieser verläuft.
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