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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung zum elektrischen
Verbinden eines im Außenbereich
eines Gehäuses
angeordneten Sensors mit einer Komponente im Innenbereich des Gehäuses, mit
einem elektrischen Leiter, der sich von dem Sensor zu dem Gehäuse erstreckt,
wobei der elektrische Leiter durch eine Ummantelung gegen den Außenbereich
isoliert ist.
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Insbesondere
in der Automobiltechnik spielt die Verbindungstechnik eine wichtige
Rolle. Beispielsweise ergibt sich bei der Betätigung und Steuerung von Kupplungen
oder Getrieben durch Stelleinrichtungen und der damit verbundenen
Sensorik oftmals die Problematik, Signale, die in einem für eine weiterverarbeitende
Elektronik ungeeigneten Außenbereich
erfasst werden, in den Innenbereich eines Gehäuses zu führen und dort der weiterverarbeitenden
Elektronik zur Verfügung
zu stellen. Dabei muss zum einen ein dauerhafter elektrischer Kontakt
zwischen den im Außenbereich
gelegenen Bauteilen und den elektrischen Bauteilen im Innenbereich
des Gehäuses
hergestellt werden; zum anderen sollte der zum Übertragen der elektrischen
Signale verwendete elektrische Leiter gegenüber seiner Umgebung isoliert
werden. Darüber
hinaus muss an der Stelle, an der der elektrische Leiter durch das
Gehäuse
geführt
wird, für
eine ausreichende Abdichtung des Innenbereichs gegenüber dem
Außenbereich gesorgt
werden.
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Gemäß dem Stand
der Technik wird dazu teilweise auf Steckverbindungen zurückgegriffen,
die mit hohem Aufwand nachträglich
abgedichtet werden müssen.
Weiterhin existieren vollständig
integrierte Lösungen,
bei denen der elektrische Leiter innerhalb eines Gehäuses verlegt
ist. Dies weist wiederum den Nachteil einer fehlenden Flexibilität hinsichtlich
der Kontaktierungsmöglichkeiten
auf.
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Das
Dokument
DE 103 54
283 A1 beschreibt einen Verbinder, der im Bereich der Leistungselektronik
eingesetzt wird. Der Verbinder verbindet einen Draht mit einer Komponente
im Inneren des Gehäuses.
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Das
Dokument
EP 1 221 501
A1 beschreibt ein elektronisches Bauteil, bei dem der Sensor
und der mit dem Sensor verbundene Leiter durch eine Ummantelung
umgeben sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontakteinrichtung zur
Verfügung
zu stellen, so dass die oben beschriebenen Probleme verringert werden
und der konstruktive Aufwand gering gehalten werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Kontakteinrichtung dadurch
auf, dass die Ummantelung einen Bereich aufweist, der den elektrischen
Leiter durch eine Öffnung
führt und
der den Außenbereich
des Gehäuses
gegen den Innenbe reich des Gehäuses
abdichtet. Dabei erfüllt
die Ummantelung zwei Funktionen: Zum einen führt die Ummantelung den elektrischen
Leiter durch eine Öffnung
aus dem Außenbereich
des Gehäuses
in den Innenbereich des Gehäuses
und bietet damit den elektrischen Leiter zur Kontaktierung im Innenbereich
des Gehäuses
an. Zum anderen bildet die Ummantelung im Bereich der Durchführung durch
das Gehäuse
eine Abdichtung des Innenbereichs gegenüber dem Außenbereich. Auf diese Weise
werden nicht nur Kosten gespart und durch eine geringere Anzahl
an Bauteilen auch der Aufwand beim Zusammenbau verringert, sondern
es ergeben sich durch ein derartiges Kombinieren auch konstruktive
Vorteile. Dadurch, dass sich die Ummantelung direkt von dem im Außenbereich
des Gehäuses
angeordneten Bauteil bis zum Innenbereich des Gehäuses erstreckt,
müssen
auf dem Weg vom elektrischen Bauteil im Außenbereich bis in den Innenbereich
keine zusätzlichen
Abdichtungen vorgenommen werden. Durch eine verringerte Anzahl von
Bauteilen und Nahtstellen erhöht
sich zudem die Ausfallsicherheit des Bauteils beträchtlich.
Darüber
hinaus ergeben sich auch Vorteile beim Einbau des Bauteils, da eine geringere
Anzahl an Montageschritten notwendig ist.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass an dem Bereich zusätzliche
Dichtmittel vorgesehen sind. Bei manchen Anforderungen kann es notwendig
sein, den Bereich, der den elektrischen Leiter durch eine Öffnung führt, zusätzlich mit
Dichtmitteln wie beispielsweise einem O-Ring auszustatten. Dadurch
kann eine besonders hohe Dichtigkeit des Innenbereichs gegenüber dem Außenbereich
des Gehäuses
erreicht werden und gleichzeitig auf die Vorteile wie einer leichten
Montage und geringer Anzahl an Montageschritten zurückgegriffen
werden.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Ummantelung im Wesentlichen aus Kunststoff
besteht. Die Verwendung von Kunststoff als Ummantelungsmaterial
bietet den Vorteil, dass die Materialparameter der Ummantelung auf
die im Außenbereich
vorherrschenden Bedingungen weitgehend abgestimmt werden können.
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Insbesondere
kann in einer vorteilhaften Ausführungsform
vorgesehen sein, dass die Ummantelung durch ein Spritzgussverfahren
oder durch duroplastische Verpressung hergestellt wird. Diese Herstellungsverfahren
erlauben eine präzise
und kostengünstige
Herstellung auch mit hohen Stückzahlen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass das Spritzgussverfahren oder die duroplastische
Verpressung im Zusammenhang mit einem das Bauteil betreffenden Herstellungsverfahren
stattfindet. Die Kombination eines Spritzgussverfahrens oder einer
duroplastischen Verpressung für
das im Außenbereich
des Gehäuses
liegende Bauteil mit der Herstellung der Ummantelung der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung
reduziert den Herstellungsaufwand für die Kontakteinrichtung zusätzlich.
Des Weiteren kann auf diese Weise der Übergang zwischen dem Bauteil
im Außenbereich
und der Kontakteinrichtung besonders zuverlässig gestaltet werden.
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Weiterhin
ist in einer vorteilhaften Ausführungsform
vorgesehen, dass der elektrische Leiter ein Stanzgitter ist. Der
Einsatz eines Stanzgitters für den
elektrischen Leiter, der den Außenbereich
des Gehäuses
mit dem Innenbereich verbindet, bietet die Möglichkeit, die Verdrahtung
weitgehend frei zu gestalten und die räumliche Formgebung den Anforderungen
weitgehend anzupassen.
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Insbesondere
ist eine Ausführungsform
dahingehend bevorzugt, dass die Kontaktierung ohne Stecker erfolgt.
Hierdurch entfallen bei der Herstellung einer elektrischen Verbindung
zwischen dem Bauteil und dem Innenbereich des Gehäuses Steckverbindungen,
so dass die Zuverlässigkeit
der Kontakteinrichtung verbessert wird.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, eine Ummantelung eines
elektrischen Leiters so auszubilden, dass sie gleichzeitig als Abdichtung
einer Öffnung
dienen kann, die benötigt
wird, um den elektrischen Leiter von einem Außenbereich eines Gehäuses in
dessen Innenbereich zu führen
und dabei gleichzeitig den Innen- gegen den Außenbereich abzudichten. Auf
diese Weise kann die Anzahl an Kontaktstellen und an Bauteilen reduziert
werden, was eine erhebliche Kostenersparnis nach sich zieht. Zusätzlich kann
dadurch die Ausfallsicherheit der Bauteile erhöht werden. Die Erfindung eignet
sich in besonderem Maße
dazu, einen mit elektronischen und mechanischen Bauteilen ausgestatteten
Innenraum eines Gehäuses
mit entfernt von dem Gehäuse
angeordneten Komponenten zu verbinden.
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand
bevorzugter Ausführungsformen
beispielhaft erläutert.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht mit einer Ausführungsform
einer Kontakteinrichtung;
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2 eine
Schnittansicht mit einer Ausführungsform
einer weiteren Kontakteinrichtung; und
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3 eine
Schnittansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung
im eingebauten Zustand.
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Bei
der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen bezeichnen gleiche
Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
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Auf
die für
das Verständnis
der Erfindung weniger wichtige Darstellung des Gehäuses so
wie darin eventuell angeordneter elektronischer Bauteile wurde aus
Gründen
der Übersichtlichkeit
weitgehend verzichtet.
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1 zeigt
eine Schnittansicht mit einer Ausführungsform einer Kontakteinrichtung.
Die Kontakteinrichtung 10 besteht aus einem Stanzgitter 12 sowie
einer das Stanzgitter einbettenden Ummantelung 14, die
beispielsweise in einem Spritzgussverfahren aufgebracht sein kann.
Die Ummantelung 14 besteht aus einem geeigneten Kunststoff
und weist an ihrer dem Gehäuse
zuzuwendenden Seite einen Anschlussbereich 16 auf. In diesem
Anschlussbereich 16 sind an seiner Stirnseite 18 zwei
Kontakte 20 angeordnet. Diese Kontakte 20 stehen
in elektrischer Verbindung mit dem im Inneren der Ummantelung befindlichen
Stanzgitter 12. An der dem Gehäuse abgewandten Seite der Kontakteinrichtung 10 ist
diese mit einem Sensor 24 verbunden.
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Der
Sensor 24 steht in elektrischer Verbindung mit dem im Inneren
der Ummantelung 14 befindlichen Stanzgitter 12.
Die von dem Sensor 24 generierten Signale werden auf dieses
Stanzgitter 12 übertragen
und werden von diesem vom Sensor 24 weg zum Gehäuse hin
geleitet. An den im Innenbereich des nicht dargestellten Gehäuses liegenden Kontakten 20 können die
dort anliegenden Signale abgegriffen und weiterverarbeitet werden.
Die Ummantelung 14 des Stanzgitters 12 stabilisiert
das Stanzgitter 12 mechanisch und isoliert es sowohl elektrisch
gegenüber
dem Außenbereich
des Gehäuses
als auch gegenüber
unerwünschten
Einflüssen von
Medien im Außenbereich.
Im Anschlussbereich 16 der Ummantelung 14 findet
die Durchführung
der elektrischen Verbindung vom Außenbereich in den Innenbereich
des Gehäuses
statt. Dabei dichtet dieser Anschlussbereich 16 die im
Gehäuse
vorgesehene Öffnung
ab und stellt sowohl den elektrischen als auch den mechanischen
Anschluss an das Gehäuse dar.
Dabei sind in dieser Ausführungsform
keine weiteren Dichtmittel nötig.
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2 zeigt
eine Schnittansicht mit einer Ausführungsform einer weiteren Kontakteinrichtung. Die
alternative Ausführungsform
besteht im Wesentlichen aus den gleichen Bauteilen wie die Ausführungsform,
die in 1 dargestellt ist. Die Kontakteinrichtung 10 besteht
aus einem Stanzgitter 12, das durch Umspritzen eine Ummantelung 14 erhalten hat.
Diese Ummantelung 14 weist ebenfalls an ihrer dem Gehäuse zugewandten
Seite einen Anschlussbereich 16 auf, der im Innenbereich
des Gehäuses zwei
Kontakte 20 bereitstellt. Das zu kontaktierende Bauteil
im Außenbereich
des Gehäuses
ist ein Sensor 24. Der Anschlussbereich 16 der
Ummantelung 14 weist eine umlaufende Nut 26 auf,
in die eine O-Ring-Dichtung 28 eingebracht
ist.
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Das
umspritzte Stanzgitter 12 kontaktiert elektrisch den Sensor 24 und
bietet dessen Signale an seinen in Innenbereich des Gehäuses liegenden Kontakten 20 zur
Weiterverarbeitung an. Der Anschlussbereich 16 ist in eine Öffnung des
Gehäuses eingebracht
und dichtet vermittels der O-Ring-Dichtung 28, die in der Nut 26 des
Anschlussbereichs 16 liegt, den Übergangsbereich ab. Die Verwendung
eines zusätzlichen
Dichtmittels kann im Falle einer erhöhten Dichtigkeitsanforderung
oder bei ungünstigen Materialkombinationen
zwischen Gehäuse
und Ummantelung 14 angezeigt sein.
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3 zeigt
eine Schnittansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung
im eingebauten Zustand. Die Kontakteinrichtung 10 ist in
ein Gehäuse
eines Stellglieds 34 eingebaut. Das Stellglied 34 weist
zwei Bereiche I, II auf, die voneinander getrennt sind. In den ersten
Bereich I des Stellgliedes 34 ist der Anschlussbereich 16 der Kontakteinrichtung 10 angeordnet.
Die an der Stirnseite 18 freiliegenden Anschlüsse 20 ragen
in den Bereich I und können
so mit der sich im Bereich I befindlichen Elektronik (nicht abgebildet)
verbunden werden. Der O-Ring 28 dichtet
den Anschlussbereich 16 der Kontakteinrichtung 10 gegen
einen Außenbereich
III ab, in dem für
eine Kontaktierung ungünstige Bedingungen
anzutreffen sind. Die Ummantelung 14 samt Stanzgitter 12 ist
aus dem Bereich I heraus in den Außenbereich III geführt und
verbindet die Kontakte 20 mit dem Sensor 24. Der
Sensor 24 ist mit seinem sensitiven Bereich 30 im
Inneren des Bereichs II angeord net. Eine O-Ring-Dichtung 32 befindet
sich zwischen dem Sensor 24 und der Wandung des Bereichs
II.
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Im
Bereich II ermittelt der Sensor 24 über seinen sensitiven Bereich 30 die
Messgröße und leitet diese über entsprechende
elektrische Signale über das
Stanzgitter 12 zu den Kontakten 20 im Bereich
I. Dort kann die Auswertung der Messsignale durch eine geeignete
Elektronik vorgenommen werden. Es sei an dieser Stelle angemerkt,
dass aufgrund konstruktiver Randbedingungen eine Anbringung des Sensors 24 derart,
dass er durch Wandung 32 geführt die Bereiche I und II verbindet,
nicht möglich
ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Ummantelung 14 des Stanzgitter 12 ist eine
elektrische Verbindung der Bereiche I und II über den Außenbereich III ohne das Vorhandensein
einer Steckverbindung oder Ähnlichem
im Bereich III möglich.
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- 10
- Kontakteinrichtung
- 12
- Stanzgitter
- 14
- Ummantelung
- 16
- Anschlussbereich
- 18
- Stirnseite
- 20
- Kontakte
- 24
- Sensor
- 26
- Nut
- 28
- O-Ring
- 30
- sensitiver
Bereich
- 32
- Wandung
- 34
- Stellglied