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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Generatormodul nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Solche
Generatormodule sind allgemein bekannt. Beispielsweise ist aus der
Druckschrift
DE
10 2007 006 994 A1 ein Schaltungsmodul mit einem Gehäuse
und einem piezoelektrischen Generator, der einen innerhalb des Gehäuses
bewegbares Massenelement und einer mindestens ein piezoelektrisches Element
umfassende Federeinrichtung aufweist, bekannt, wobei das Massenelement
und die Federeinrichtung ein schwingfähiges System bilden
und das piezoelektrische Element bei der Schwingung des schwingfähigen
Systems elastisch verformbar ist und wobei das Schaltungsmodul eine
Stromversorgungsschaltung zur Aufnahme einer von dem piezoelektrische
Element bei seiner mechanischen Verformung ausgegebenen Piezo-Spannung
und zur Stromversorgung des Schaltungsmoduls aufweist.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Generatormodul und das erfindungsgemäße
Verfahren zur Herstellung eines Generatormoduls gemäß den
nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem
Stand der Technik den Vorteil, dass das piezoelektrische Element von
außerhalb des Gehäuses über die Elektrode
kontaktierbar ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Elektrode
teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Im Innern des Gehäuses sind somit insbesondere lediglich
das schwingfähige System aus piezoelektrischem Element
und seismischer Masse angeordnet, wobei eine Verbiegung des piezoelektrischen
Elements aufgrund einer Auslenkung bzw. Beschleunigung der seismischen
Masse eine Piezo-Spannung erzeugt, welche über die Elektrode
aus dem Gehäuse herausgeführt wird und daher von
außerhalb des Gehäuses abgreifbar ist. Besonders
vorteilhaft ist somit eine Anordnung von weiteren elektrischen oder
elektronischen Komponenten innerhalb des Gehäuses nicht
notwendig und das Generatormodul ist deutlich bauraumkompakter ausführbar. Ferner
ist das Generatormodul modular in verschiedenste elektrische Schaltungen
integrierbar, wobei das Generatormodul vorzugsweise unmittelbar
auf Leiterplatten befestigbar und kontaktierbar ist. Das Generatormodul
wird vorzugsweise als Vibrationsgenerator bzw. Energieversorgungseinheit
insbesondere für Reifendruckkontrollsysteme eingesetzt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen,
sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Generatormodul
eine weitere Elektrode aufweist, wobei die weitere Elektrode mit dem
piezoelektrischen Element elektrisch leitfähig verbunden
ist und wobei die weitere Elektrode zumindest teilweise außerhalb
des Gehäuses angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist
somit eine erste Seite des piezoelektrischen Elements mit der Elektrode und
eine zweite Seite des piezoelektrischen Elements mit der weiteren
Elektrode sowohl elektrisch leitfähig, als auch vorzugsweise
mechanisch verbunden, so dass die durch das Verbiegen des piezoelektrischen
Elements entstehende Piezo-Spannung zwischen der Elektrode und der
weiteren Elektrode anliegt und über die Elektrode und die
weitere Elektrode insbesondere differentiell aus dem Gehäuse
herausführbar ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Elektrode
außerhalb des Gehäuse wenigstens eine Biegung
und/oder die weitere Elektrode außerhalb des Gehäuses
wenigstens eine weitere Biegung aufweist, wobei die Elektrode durch
die Biegung und/oder die weitere Elektrode durch die weitere Biegung
vorzugsweise auf eine Grundseite des Gehäuses geführt
wird, so dass insbesondere die Elektrode und/oder die weitere Elektrode
auf der Grundseite Kontaktflächen bilden. Somit wird besonders
vorteilhaft eine Montage, insbesondere durch einen Lötvorgang,
des Generatormoduls als SMD-Modul (Surface Mounted Device) unmittelbar
auf eine Leiterplatte ermöglicht. Besonders bevorzugt ist
eine automatische Bestückung einer Leiterplatte mit dem
Generatormodul in einem SMT-Prozess (Surface Mounted Technologie)
realisierbar.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Elektrode
und/oder die weitere Elektrode außerhalb des Gehäuses
mittels einer Befestigungselements am Gehäuse befestigt
sind, so dass besonders vorteilhaft ein unerwünschtes weiteres
Verbiegen der Elektrode und/oder der weiteren Elektrode außerhalb
des Gehäuses verhindert wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse
einen Gehäusedeckel umfasst, wobei in einem Übergangsbereich
zwischen dem Gehäusedeckel und dem übrigen Gehäuse
vorzugsweise Dichtmittel und/oder Haftmittel angeordnet sind, so
dass besonders vorteilhaft das Gehäuse hermetisch verschlossen
ist und somit gegen Störeinflüsse, wie beispielsweise wechselnder
Außendruck, Feuchtigkeit, Schmutz oder Öl, geschützt
ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Elektrode
einen ersten Teil und einen zweiten Teil und/oder die weitere Elektrode
einen weiteren ersten Teil und einen weiteren zweiten Teil umfasst,
wobei bevorzugt das erste Teil und/oder das weitere erste Teil im übrigen
Gehäuse und das zweite Teil und/oder das weitere zweite
Teil zumindest teilweise im Gehäusedeckel angeordnet ist
und wobei besonders bevorzugt der zweite Teil eine Kontaktfläche
und/oder das weitere zweite Teil eine weitere Kontaktfläche
jeweils an einer Außenseite des Gehäusedeckels
umfasst. Besonders vorteilhaft werden somit die Kontaktflächen
durch den zweiten Teil und/oder den weiteren zweiten Teil gebildet,
so dass die Kontaktfläche bereits vor dem Verschließen
des Gehäuses an dem übrigen Gehäuse oder
an dem Gehäusedeckel anzuordnen sind und/oder das übrige
Gehäuse oder der Gehäusedeckel bereits vor dem
Verschließend des Gehäuses auf der Leiterplatte
elektrisch kontaktierbar und fixierbar ist. Ferner ist somit ein
Biegeverfahren zum Umbiegen der Elektrode und/oder der weiteren
Elektrode zur Erzeugung der Kontaktflächen an der Grundfläche
einsparbar.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass Generatormodul
ein Halterungselement aufweist, wobei das Halterungselement bevorzugt
im Wesentlichen balkenförmig ausgebildet ist und besonders
bevorzugt an den Endepunkten des Halterungselements Ankerelemente
zur Aufhängung des Halterungselements am Gehäuse und
insbesondere am Gehäusedeckel aufweist. Besonders vorteilhaft
wird das Halterungselement über die Ankerelemente an dem
Gehäuse befestigt, wobei die Ankerelemente besonders bevorzugt
zwischen dem übrigen Gehäuse und dem Gehäusedeckel
eingeklemmt sind, so dass beim Verschließen des Gehäuses
besonders vorteilhaft gleichzeitig auch das Halterungselement befestigt
wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass auf einer
ersten Seite des Halterungselements die seismische Masse und auf
einer zweiten Seite des Halterungselements das piezoelektrische
Element, insbesondere jeweils im Wesentlichen mittig zwischen den
beiden Endpunkten, angeordnet sind. In vorteilhafter Weise ist über das
Halterelement, welches bevorzugt ein elastisch deformierbares Material
und besonders bevorzugt ein Metallblech umfasst, die seismische
Masse beweglich relativ zum Gehäuse am Gehäuse
befestigt, wobei das piezoelektrische Element vorzugsweise auf der
zweiten Seite des Halterungselements und daher gegenüberliegend
der seismischen Masse bezüglich des Halterungselements
angeordnet ist. Besonders vorteilhaft erzeugt eine Bewegung der
seismischen Masse relativ zum Gehäuse ein Verbiegen des
Halterungselements in Mitte des Halterungselements, d. h. im Wesentlichen
mittig zwischen den Ankerelementen, so dass sich die Verbiegung
des Halterungselements unmittelbar auf das piezoelektrische Element überträgt
und somit eine Piezo-Spannung zwischen der Elektrode und der weiteren
Elektrode erzeugt wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Gehäuse
eine Aussparung zum Herausführen der ersten Elektrode aus dem
Gehäuse heraus und/oder eine weitere Aussparung zum Herausführen
der zweiten Elektrode aus dem Gehäuse heraus aufweist,
wobei die Aussparung und/oder weitere Aussparung vorzugsweise im Übergangsbereich
und/oder im Gehäusedeckel angeordnet ist. Besonders vorteilhaft
ist somit ein Herausführen der Elektrode und/oder der weiteren
Elektrode im Bereich des übrigen Gehäuses, im
Bereich des Gehäusedeckels und/oder im Übergangsbereich möglich,
wobei ein Herausführen der Elektrode und/oder der weiteren
Elektrode durch eine Aussparung im Übergangsbereich, welche
insbesondere eine Vertiefung in der Gehäusewandung des
Gehäuses vom Übergangsbereich aus umfasst, den
Herstellungsprozess des Generatormoduls in vorteilhafter Weise vereinfacht,
da ein vergleichsweise aufwändiger Herstellungsschritt
zum Einfädeln der Elektrode und/oder der weiteren Elektrode
in eine als Loch in der Gehäusewandung ausgebildete Aussparung
und/oder weitere Aussparung entfällt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen
der Aussparung und der ersten Elektrode und/oder zwischen der weiteren
Aussparung und der weiteren Elektrode weitere Dichtmittel und/oder
weitere Haftmittel angeordnet sind, so dass besonders vorteilhaft
das Gehäuse hermetisch verschlossen ist und somit gegen Störeinflüsse,
wie beispielsweise wechselnder Außendruck, Feuchtigkeit,
Schmutz oder Öl, geschützt ist.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung eines Generatormoduls, wobei in einem ersten Herstellungsschritt
eine seismische Masse, ein piezoelektrisches Element, eine Elektrode
und vorzugsweise eine weitere Elektrode derart in einem Gehäuse
und insbesondere an einem Gehäusedeckel angeordnet werden,
dass die Elektrode und vorzugsweise die weitere Elektrode jeweils
zumindest teilweise außerhalb des Gehäuses angeordnet
sind. In besonders vorteilhafter Weise ist somit ein Generatormodul
realisierbar, wobei das piezoelektrische Element von außerhalb
des Gehäuses mittelbar oder unmittelbar kontaktierbar ist.
Gleichzeitig ermöglicht das erfindungsgemäße
Verfahren einen vergleichsweise effizienten und kostengünstigen
Herstellungsprozess dieses Generatormoduls, da die Elektrode und/oder
die weitere Elektrode derart in dem Gehäuse angeordnet werden,
dass auch nach dem Verschließen des Gehäuses Bereiche
der Elektrode und/oder der weiteren Elektrode automatisch außerhalb
des Gehäuses angeordnet sind. Dies wird dadurch erreicht,
dass die Elektroden und/oder die weitere Elektroden das Gehäuse überlappen.
Die Elektroden und/oder die weiteren Elektroden werden vorzugsweise
derart in dem Gehäuse angeordnet, dass die Elektroden und/oder die
weiteren Elektroden teilweise in Aussparungen und/oder in weitere
Aussparungen in der Gehäusewand angeordnet und insbesondere
eingesteckt oder eingelegt werden, wobei die Aussparungen und/oder weiteren
Aussparungen vorzugsweise jeweils als Löcher in der Gehäusewand
und/oder als von dem Übergangsbereich ausgehende Vertiefung
in der Gehäusewand sind. Besonders bevorzugt ist vorgesehen,
dass in einem weiteren Herstellungsschritt die Elektrode und/oder
die weitere Elektrode insbesondere im Bereich außerhalb
des Gehäuses mit einem vergleichsweise leicht lötbaren
Material beschichtet. Alternativ umfasst das Material der Elektrode und/oder
der weiteren Elektrode besonders bevorzugt ein vergleichsweise leicht
lötbares Material, so dass ein elektrisch leitfähiger
Lötkontakt an der Elektrode und/oder der weiteren Elektrode
insbesondere mit einer Leiterplatte außerhalb des Gehäuses
besonders leicht herstellbar ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Herstellungsschritt
einen ersten Teilschritt, wobei das Gehäuse durch ein Anbringen
des Gehäusedeckels am übrigen Gehäuse geschlossen
wird, einen zweiten Teilschritt, wobei die Elektrode durch eine
Aussparung und/oder die weitere Elektrode durch eine weitere Aussparung
aus dem Gehäuse herausgeführt wird, und/oder einen
dritten Teilschritt, wobei ein erster Teil der Elektrode mit einem
zweiten Teil der Elektrode und/oder ein weiterer erster Teil der
weiteren Elektrode mit einem weiteren zweiten Teil der weiteren
Elektrode verbunden wird, umfasst. Vorteilhaft wird somit im ersten
Herstellungsschritt mit vergleichsweise wenigen Teilschritten das
Gehäuse hermetisch abgedichtet und die Elektrode und/oder
die weitere Elektrode aus dem Gehäuse herausgeführt.
Die Herstellung einer Verbindung zwischen beispielsweise einem ersten
und einem zweiten Teil der Elektrode im dritten Teilschritt ermöglicht
besonders vorteilhaft eine getrennte Montage des ersten Teils der
Elektrode beispielsweise im übrigen Gehäuse und
des zweiten Teils der Elektrode, welches insbesondere mittels eines
Einlegeteil im Gehäusedeckel integriert ist, wobei das
zweite Teil Kontaktflächen an der Außenseite des
Gehäusedeckels vorzugsweise für einen SMT-Prozess
umfasst.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem
zweiten Herstellungsschritt die Elektrode und/oder die weitere Elektrode
außerhalb des Gehäuses, insbesondere auf eine
Grundfläche des Gehäuses, gebogen wird. Vorteilhaft
ist durch den Biegeprozess in vergleichsweise einfacher und kostengünstiger
Weise die Ausbildung einer Kontaktfläche bzw. einer weiteren
Kontaktfläche insbesondere parallel zur Grundfläche
des Gehäuses realisierbar, so dass eine Bestückung
einer Leiterplatte mit dem Generatormodul in einem SMT-Prozess ermöglicht
wird.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem
dritten Herstellungsschritt das piezoelektrische Element auf ein Halterungselement
befestigt wird, wobei der erste Teilschritt vorzugsweise ein Einklemmen
des Halterungselements bzw. von Ankerelementen des Halterungselements
zwischen dem Gehäusedeckel und dem übrigen Gehäuse
umfasst. Vorteilhafterweise wird im ersten Teilschritt gleichzeitig
sowohl das Gehäuse hermetisch abgedichtet, als auch das
Halterungselement zusammen mit dem piezoelektrischen Element und
der seismischen Masse an dem Gehäuse durch Einklemmen befestigt.
Zur Befestigung und Abdichtung ist somit lediglich ein einziger
Herstellungsschritt notwendig.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es
zeigen
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1 eine
schematische Perspektivansicht eines Schnitts durch ein Generatormodul
gemäß einer ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
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2 eine
schematische und perspektivische Teilansicht eines Generatormoduls
gemäß der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung,
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3 eine
schematische Seitenansicht eines Generatormoduls gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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4 eine
schematische Seitenansicht eines Generatormoduls gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
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5 eine
schematische Seitenansicht eines Generatormoduls gemäß einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung
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In
den Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen
versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt.
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In 1 ist
eine schematische Perspektivansicht eines Schnittes 100 durch
ein Generatormodul 1 gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt,
wobei das Generatormodul 1 eine seismische Masse 2,
ein piezoelektrisches Element 3, ein Halterungselement 5,
eine Elektrode 10, eine weitere Elektrode 20 und
ein Gehäuse 4 aufweist, wobei das Halterungselement 5 balkenförmig
ausgebildet ist und an seinen Endpunkten 5' Ankerelemente 5'' zur
Aufhängung des Halterungselements 5 an dem Gehäuse 4 aufweist.
Im Wesentlichen mittig zwischen den Endpunkten 5' auf einer
erste Seite 50 des Halterungselements 5 ist die seismische
Masse 2 befestigt. D das Halterungselement 5 umfasst
vorzugsweise ein elastisch deformierbares Material, insbesondere
ein Metallblech, so dass die seismische Masse 2 relativ
zum Gehäuse 4 beweglich aufgehängt ist
und eine Beschleunigung oder Auslenkung der seismischen Masse 2 relativ zum
Gehäuse 4 eine reversible Deformation des Halterungselements 5 bewirkt.
Auf einer der ersten Seite 50 gegenüber liegenden
zweiten Seiten 51 des Halterungselements 5 ist
insbesondere im Wesentlichen mittig zwischen den Endpunkten 5' das
piezoelektrische Element 3 befestigt, insbesondere aufgeklebt, aufgelötet
oder gebondet, so dass die Deformation des Halterungselements 5 eine
Verbiegung des piezoelektrischen Elements 3 bewirkt und
zwischen einer ersten und einer zweiten Kontaktfläche des
piezoelektrischen Elements 3 eine Piezo-Spannung erzeugt
wird. Die Elektrode 10 ist mit der ersten Kontaktfläche
und die Elektrode 20 mit der zweiten Kontaktfläche
mechanisch und elektrisch leitfähig verbunden, so dass
die Piezo-Spannung über die Elektrode 10 und/oder
weitere Elektrode 20 von außerhalb des Gehäuses 4 abgreifbar
ist. Die erste Kontaktfläche ist vorzugsweise die Oberseite
und die zweite Kontaktfläche die Unterseite des piezoelektrischen
Elements 3. Das Gehäuse 4 umfasst einen Gehäusedeckel 4' und
ein übriges Gehäuse 4'', wobei die Ankerelemente 5'' in
einem Übergangsbereich 40 zwischen dem Gehäusedeckel 4' und
dem übrigen Gehäuse 4'' eingeklemmt sind.
Die Elektrode 10 bzw. die weitere Elektrode 20 wird
durch eine Aussparung 15 bzw. weitere Aussparung 25 aus
dem Gehäuse 4 herausgeführt, so dass
die Elektrode 10 und die weitere Elektrode 20 außerhalb
des Gehäuses 4 kontaktierbar sind. In der Aussparung 15 bzw. der
weiteren Aussparung 25 sind vorzugsweise weitere Haft-
und/oder Dichtmittel angeordnet, so dass das Gehäuse 4' hermetisch
dicht ist. Vorzugsweise weist die Elektrode 10 bzw. die
weitere Elektrode 20 zumindest außerhalb des Gehäuses 4 eine
Beschichtung mit einem vergleichsweise gut lötbaren Material
auf. Zwischen dem Gehäusedeckel 4' und dem übrigen
Gehäuse 4'' ist insbesondere im Übergangsbereich 40 vorzugsweise
ein Haft- und/oder Dichtmittel angeordnet, so dass das Gehäuse 4 hermetisch
dicht ist und der Gehäusedeckel 4' mit dem übrigen
Gehäuse 4' stoffschlüssig verbunden ist.
Alternativ ist eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige
Verbindung zwischen dem Gehäusedeckel 4' und dem übrigen
Gehäuse 4'' vorgesehen. Der Gehäusedeckel 4' wird
mit dem übrigen Gehäuse 4'' insbesondere
verklebt, verpresst, verschweißt, geklemmt, verschraubt
und/oder mittels Clipsen befestigt.
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Zur
Herstellung des Generatormoduls 1 gemäß der
ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
beispielsweise zunächst die Elektrode 10 und die
weitere Elektrode 20 auf der Ober- und Unterseite des piezoelektrischen
Elements 3 angeordnet, wobei vorzugsweise anschließend
die seismische Masse 2 und das piezoelektrische Element 3 zusammen
mit der Elektrode 10 und der weiteren Elektrode 20 an
dem Halterungselement 5 befestigt wird und in einem darauffolgenden
Schritt das Halterungselement 5 zusammen mit der seismischen
Masse 2, dem piezoelektrischen Element 3, der
Elektrode 10 und der weiteren Elektrode 20 auf
dem Gehäusedeckel 4' angeordnet wird, wobei die
Elektrode 10 und die weitere Elektrode 20 den
Gehäusedeckel 3' derart überlappen, dass
bei einem Schließen des Gehäuses 4 Bereiche
der Elektrode 10 und der weiteren Elektrode 20 außerhalb
des Gehäuses 4 angeordnet sind. Dazu werden die
Elektrode 10 und die weitere Elektrode 20 besonders
bevorzugt in eine Aussparungen 15 und eine weitere Aussparung 25 gesteckt oder
eingelegt. Die Aussparung 15 und die weitere Aussparung 25 umfassen
ganz besonders bevorzugt von dem Übergangsbereich 40 ausgehende
u-förmige Vertiefungen in der Gehäusewandung des
Gehäuses 4 oder alternativ Löcher in
der Gehäusewandung des Gehäuses. In einem nachfolgenden
Schritt wird das übrige Gehäuse 4'' auf
dem Gehäusedeckel 4' angeordnet und somit das
Halterungselement 5 zwischen dem Gehäusedeckel 4' und
dem übrigen Gehäuse 4'' eingeklemmt,
wobei das übrigen Gehäuse 4'' mit dem
Gehäusedeckel 4' stoff-, kraft- und/oder formschlüssig
verbunden wird und wobei zwischen dem Gehäusedeckel 4' und
dem übrigen Gehäuse 4'' vorzugsweise
ein Haft- und/oder Dichtmittel zum hermetischen Abdichten des Gehäuses 4 eingebracht
wird. In nachfolgenden Schritte werden die Elektrode 10 und
die weitere Elektrode 20 außerhalb des Gehäuses 4 vorzugsweise
beschichtet und das Generatormodul 1 auf einer nicht-abgebildeten Leiterplatte
angeordnet und/oder die Elektrode 10 und die weitere Elektrode 20 elektrisch
leitfähig außerhalb des Gehäuses 4 kontaktiert.
Auf die Elektrode 10 bzw. die weitere Elektrode 20 außerhalb
des Gehäuses 4 wird besonders bevorzugt in einem
Zwischenschritt ein leicht lötbares Material aufgebracht, beispielsweise
in Form von aufgesputterten oder galvanisch aufgewachsenen Schichten
und/oder in Form von sogenannten ”Bumps” oder ”Lotkügelchen”,
die insbesondere mittels pick-and-place Verfahren aufgebracht und
anschließend aufgeschmolzen werden.
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In 2 ist
eine schematische und perspektivische Teilansicht 1' eines
Generatormoduls 1 gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei die in 2 dargestellte Teilansicht 1' identisch
des in 1 dargestellten Generatormoduls 1 ist,
wobei lediglich der Gehäusedeckel 4', die seismische
Masse 2, das piezoelektrische Element 3, das Halterungselement 3,
die Elektrode 10 und die weitere Elektrode 20 dargestellt
sind und aus Gründen der Übersichtlichkeit nur
das übrige Gehäuse 4'' nicht abgebildet
ist. Die Schnittdarstellung der 1 entspricht
einem Schnitt durch die Teilansicht 1' gemäß der
Linie 100.
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In 3 eine
schematische Seitenansicht eines Generatormoduls 1 gemäß einer
zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei
die zweite Ausführungsform im Wesentlichen identisch der
ersten Ausführungsform dargestellt in den 1 und 2 ist,
wobei die Seitenansicht lediglich das Gehäuse 4 mit
Gehäusedeckel 4' und übrigen Gehäuse 4'',
sowie die Bereiche der Elektrode 10 und die weiteren Elektrode 20 außerhalb
des Gehäuses 4 darstellt.
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In 4 ist
eine schematische Seitenansicht eines Generatormoduls 1 gemäß einer
dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei
die dritte Ausführungsform identisch der zweiten Ausführungsform
illustriert in der 3 ist, wobei die Elektrode 10 und
die weitere Elektrode 20 jeweils zweimal außerhalb
ders Gehäuses 4, insbesondere in einem Trim-and-Form
Prozess, entlang der Außenseite des Gehäuses 4 gebogen
wurden, so dass auf einer Grundseite 6 des Gehäuses 4 ein
Kontakfläche 14 der Elektrode 10 und
eine weitere Kontaktfläche 24 der weiteren Elektrode 20 entsteht.
Das Generatormodul 1 kann somit als SMD-Bauteil in einem
SMT-Verfahren beispielsweise direkt auf eine nicht abgebildete Leiterplatte
gelötet bzw. gebondet werden. Alternativ wird das Generatormodul 1 mechanisch
auf eine Leiterplatte geklemmt und kontaktiert oder mit einer nicht
abgebildeten Leiterplatte durch einen Klebeprozess mit einem leitfähigen
Kleber verbunden.
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In 5 ist
eine schematische Seitenansicht eines Generatormoduls 1 gemäß einer
vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei
die vierte Ausführungsform im Wesentlichen der dritten
Ausführungsform dargestellt in 4 gleicht,
wobei die Elektrode 10 eine ersten und einen zweiten Teil 12, 13 und
die weitere Elektroden 20 einen weiteren ersten und einen
weiteren zweiten Teil 22, 23 umfasst. Vorzugsweise
sind der zweite und weitere zweite Teil 13, 23 als
Einlegeteil im Gehäusedeckel 4' ausgebildet sind.
Bei der Herstellung des Generatormoduls 1 wird vorzugsweise
das Einlegeteil im Gehäusedeckel 4' angeordnet
und besonders bevorzugt anschließend das Halterungselement 5 zusammen
mit der seismischen Masse 2, dem piezoelektrischen Element 3,
dem ersten Teil 12 der Elektrode 10 und dem weiteren
ersten Teil 22 der weiteren Elektrode 20 in dem
Gehäusedeckel 4' angeordnet. Anschließend
wird der erste Teil 12 mit dem zweiten Teil 13 in
einem Kontakt 18 elektrisch leitfähig verbunden,
so dass das erste und das zweite Teil 12, 13 zusammen
die Elektrode 10 bilden. Analog wird der weitere erste
Teil 22 mit dem weiteren zweiten Teil 23 in einem
weiteren Kontakt 28 elektrisch leitfähig verbunden,
so dass das weitere erste und das weitere zweite Teil 22, 23 zusammen
die weitere Elektrode 20 bilden. Der Kontakt 18 und
der weitere Kontakt 28 werden insbesondere durch Löten, Schweißen
oder Kleben hergestellt. Alternativ ist der erste und weitere erste
Teil 12, 22 in dem übrigen Gehäuse 4'' angeordnet
und mit der Ober- und Unterseite des piezoelektrischen Elements 3 unmittelbar
mechanisch und elektrisch leitfähig verbunden, wobei der
zweite und weitere zweite Teil 13, 23 als Einlegeteil
im Gehäusedeckel 4' ausgebildet sind und eine Kontaktfläche 14 und
eine weitere Kontaktfläche 24 an der Grundseite 6 des
Gehäusedeckels 4' umfassen. Das erste Teil 12 und
das Einlegeteil bzw. das zweite Teil 3 sind in diesem Fall
beispielsweise derart angeordnet, dass beim Schließen des
Gehäuses 4, d. h. beim Zusammenfügen
von Gehäusedeckel 4' und übrigen Gehäuse 4'',
das erste und das zweite Teil 12, 13 in Berührung
kommen und einen elektrisch leitfähigen Kontakt 18 ausbildet,
so dass das erste und zweite Teil 12, 13 zusammen
die Elektrode 10 bilden. Analog kommen auch das weitere
erste und weitere zweite Teil 22, 23 in Berührung
und bilden einen elektrisch leitfähigen weiteren Kontakt 28 und
somit die weitere Elektrode 10.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A1 [0002]