DE102016222179A1 - Sensor module for a mechanical bearing with a connection lug and mechanical bearing - Google Patents

Sensor module for a mechanical bearing with a connection lug and mechanical bearing Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zunächst Sensormodul für ein mechanisches Lager. Das Lager umfasst einen Modulkörper (01) zur Anordnung des Sensormoduls in dem mechanischen Lager und eine Anschlussfahne (02) zum elektrischen Anschluss des Sensormoduls. In dem Modulkörper (01) ist eine Sensorelektronik angeordnet. Die Anschlussfahne (02) weist mehrere Lötflächen (04, 07) auf, die jeweils elektrisch mit der Sensorelektronik verbunden sind. Erfindungsgemäß weist die Anschlussfahne (02) einen ersten Lötflächenabschnitt (03) mit mehreren Lötflächen (04) einer ersten Größe und einen zweiten Lötflächenabschnitt (06) mit mehreren Lötflächen (07) einer sich von der ersten Größe unterscheidenden zweiten Größe auf. Zumindest mehrere der Lötflächen (04) des ersten Lötflächenabschnittes (03) sind paarweise mit den Lötflächen (07) des zweiten Lötflächenabschnittes (06) elektrisch verbunden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein mechanisches Lager mit dem erfindungsgemäßen Sensormodul. Das Lager stellt somit ein Sensorlager dar.

Figure DE102016222179A1_0000
The present invention relates to an initially sensor module for a mechanical bearing. The bearing comprises a module body (01) for arranging the sensor module in the mechanical bearing and a connection lug (02) for the electrical connection of the sensor module. In the module body (01) a sensor electronics is arranged. The terminal lug (02) has a plurality of solder pads (04, 07), which are each electrically connected to the sensor electronics. According to the invention, the terminal lug (02) has a first pad area (03) with a plurality of pads (04) of a first size and a second pad area (06) with a plurality of pads (07) of a second size different from the first size. At least several of the soldering surfaces (04) of the first soldering surface section (03) are electrically connected in pairs to the soldering surfaces (07) of the second soldering surface section (06). The invention further relates to a mechanical bearing with the sensor module according to the invention. The bearing thus represents a sensor bearing.
Figure DE102016222179A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zunächst Sensormodul für ein mechanisches Lager. Das Sensormodul zur Messung einer physikalischen Größe umfasst einen Modulkörper zur Anordnung des Sensormoduls in dem mechanischen Lager und eine Anschlussfahne zum elektrischen Anschluss des Sensormoduls. Die Erfindung betrifft weiterhin ein mechanisches Lager mit dem erfindungsgemäßen Sensormodul. Das Lager stellt somit ein Sensorlager dar.The present invention relates to an initially sensor module for a mechanical bearing. The sensor module for measuring a physical quantity comprises a module body for arranging the sensor module in the mechanical bearing and a connection lug for the electrical connection of the sensor module. The invention further relates to a mechanical bearing with the sensor module according to the invention. The bearing thus represents a sensor bearing.

Die DE 101 36 438 A1 lehrt eine Sensoranordnung in einem Wälzlager, bei welcher mehrere Sensorelemente in Lagerschalen des Wälzlagers integriert sind. Die Sensorelemente können über einen Digitalbus angeschlossen sein.The DE 101 36 438 A1 teaches a sensor arrangement in a rolling bearing, in which a plurality of sensor elements are integrated in bearing shells of the rolling bearing. The sensor elements can be connected via a digital bus.

Aus der DE 10 2009 037 424 A1 ist eine Lageranordnung mit einem Schmiermittelsensor bekannt, welcher Informationen über den Zustand des Schmiermittels an eine zentrale Empfangsstation sendet.From the DE 10 2009 037 424 A1 a bearing assembly with a lubricant sensor is known, which sends information about the state of the lubricant to a central receiving station.

Die DE 102 36 790 C1 zeigt ein elektrisches Schaltgerät mit mehreren Polen, bei welchem jeder Pol zumindest einen Anschlusskontakt aufweist.The DE 102 36 790 C1 shows an electrical switching device with a plurality of poles, wherein each pole has at least one terminal contact.

Aus der DE 100 64 420 B4 ist eine Vorrichtung zur dezentralen Erfassung und Auswertung von physikalischen Ereignissen bekannt, bei welcher Messelemente über ein internes Bussystem programmierbar sind.From the DE 100 64 420 B4 a device for decentralized detection and evaluation of physical events is known in which measuring elements are programmable via an internal bus system.

Die DE 10 2009 021 469 A1 zeigt eine Sensorlagereinheit umfassend ein Wälzlager mit einem an einem Lagerring angeordneten Sensorgehäuse mit einer integrierten Sensoreinrichtung zum Erfassen von Lagerbetriebszuständen. Das Sensorgehäuse ist als ein Adapterring ausgebildet. Der Adapterring ist so bemessen, dass die radialen bzw. axialen Abmessungen der Sensorlagereinheit höchstens gleich denjenigen eines Kugellagers mit gleicher Tragleistung sind.The DE 10 2009 021 469 A1 shows a sensor bearing unit comprising a rolling bearing with a arranged on a bearing ring sensor housing with an integrated sensor device for detecting bearing operating conditions. The sensor housing is designed as an adapter ring. The adapter ring is dimensioned such that the radial or axial dimensions of the sensor bearing unit are at most equal to those of a ball bearing with the same load capacity.

Die DE 10 2012 202 522 A1 beschreibt ein Sensorlager mit einem Wälzlager. Das Wälzlager umfasst einen Innenring, einen Außenring und dazwischen angeordnete Wälzkörper. Das Sensorlager beinhaltet weiterhin mindestens einen Messaufnehmer zur Messung der auf die Wälzkörper wirkenden Kräfte sowie eine Kommunikationseinrichtung, welche einen Datenaustausch zwischen dem Messaufnehmer und einem Signalempfänger erlaubt.The DE 10 2012 202 522 A1 describes a sensor bearing with a rolling bearing. The rolling bearing comprises an inner ring, an outer ring and arranged therebetween rolling elements. The sensor bearing further includes at least one sensor for measuring the forces acting on the rolling elements and a communication device, which allows a data exchange between the sensor and a signal receiver.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, ein Sensormodul in einem mechanischen Lager anpassbar und aufwandsarm elektrisch anschließen zu können.The object of the present invention, starting from the prior art, is to be able to connect a sensor module in a mechanical bearing so that it can be adapted to fit and with little effort.

Die genannte Aufgabe wird gelöst durch ein Sensormodul gemäß dem beigefügten Anspruch 1 sowie durch ein mechanisches Lager gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 10.Said object is achieved by a sensor module according to the appended claim 1 and by a mechanical bearing according to the appended independent claim 10.

Das erfindungsgemäße Sensormodul ist für ein mechanisches Lager vorgesehen, um dieses zu einem Sensorlager ausbauen zu können. Bei dem Sensorlager handelt es sich um das mechanische Lager, welches um das mindestens eine Sensormodul ergänzt ist, sodass mindestens eine physikalische Größe während des Betriebes des mechanischen Lagers am mechanischen Lager messbar ist. Das Sensormodul ist durch andere Ausführungsformen des Sensormoduls oder durch andere Funktionsmodule oder Infrastrukturmodule im Lager austauschbar. Mindestens zwei Ausführungsformen des Sensormoduls und ggf. weitere Funktionsmodule und/oder Infrastrukturmodule bilden einen Sensorsatz, der einen Baukasten darstellt. Bei dem mechanischen Lager handelt es sich bevorzugt um ein Wälzlager.The sensor module according to the invention is provided for a mechanical bearing in order to be able to expand this to a sensor bearing can. The sensor bearing is the mechanical bearing, which is supplemented by the at least one sensor module, so that at least one physical variable can be measured during operation of the mechanical bearing on the mechanical bearing. The sensor module is interchangeable with other embodiments of the sensor module or other functional modules or infrastructure modules in the warehouse. At least two embodiments of the sensor module and optionally further functional modules and / or infrastructure modules form a sensor set, which represents a modular system. The mechanical bearing is preferably a roller bearing.

Das Sensormodul umfasst zunächst einen Modulkörper, welche zur Anordnung des Sensormoduls in dem mechanischen Lager ausgebildet ist. In dem Modulkörper ist eine Sensorelektronik angeordnet. Der Modulkörper ist bevorzugt durch ein Gehäuse oder durch eine Kapselung äußerlich begrenzt.The sensor module initially comprises a module body, which is designed to arrange the sensor module in the mechanical bearing. In the module body sensor electronics is arranged. The module body is preferably limited externally by a housing or by an encapsulation.

Das Sensormodul umfasst weiterhin eine Anschlussfahne zum elektrischen Anschluss des Sensormoduls. Die Anschlussfahne ragt aus dem Modulkörper heraus. Die Anschlussfahne bildet eine elektrische Schnittstelle des Sensormoduls. Sie dient der galvanischen Übertragung einer Versorgungsspannung und/oder von elektrischen Messsignalen des Sensormoduls.The sensor module further comprises a connection lug for the electrical connection of the sensor module. The connection lug protrudes from the module body. The terminal lug forms an electrical interface of the sensor module. It is used for the galvanic transmission of a supply voltage and / or electrical measurement signals of the sensor module.

Die Anschlussfahne weist mehrere Lötflächen auf, die jeweils elektrisch mit der Sensorelektronik verbunden sind. Die Lötflächen können auch als Lötpads bezeichnet werden und sind jeweils durch eine metallische Oberfläche auf der Anschlussfahne gebildet. Die Lötflächen dienen zur Schaffung jeweils eines elektrischen Kontaktes zu einem elektrischen Leiter. Die zu schaffenden elektrischen Kontakte sind jeweils durch eine Lötverbindung gebildet. Die Lötflächen dienen zum elektrischen Anschluss des Sensormoduls.The terminal lug has a plurality of solder pads, each of which is electrically connected to the sensor electronics. The pads can also be referred to as solder pads and are each formed by a metallic surface on the terminal lug. The pads serve to provide each electrical contact to an electrical conductor. The electrical contacts to be created are each formed by a solder joint. The pads serve for electrical connection of the sensor module.

Erfindungsgemäß weist die Anschlussfahne einen ersten Lötflächenabschnitt mit mehreren Lötflächen einer ersten Größe und einen zweiten Lötflächenabschnitt mit mehreren Lötflächen einer sich von der ersten Größe unterscheidenden zweiten Größe auf. Zumindest mehrere der Lötflächen des ersten Lötflächenabschnittes sind paarweise mit den Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes elektrisch verbunden. Somit kann das Sensormodul alternativ über die Lötflächen im ersten Lötflächenabschnitt oder über die Lötflächen im zweiten Lötflächenabschnitt elektrisch angeschlossen werden. Es können jeweils die Lötflächen desjenigen der beiden Lötflächenabschnitte zum elektrischen Anschluss des Sensormoduls ausgewählt werden, welche in ihrer Größe zu der Größe der anzuschließenden Leiter passen. Daher kann das erfindungsgemäße Sensormodul an unterschiedlich große Leiter elektrisch angeschlossen werden.According to the invention, the terminal lug has a first pad area with a plurality of pads of a first size and a second pad portion with a plurality of pad areas of a second size different from the first size. At least several of the solder pads of the first Lötflächenabschnittes are in pairs with the Solder surfaces of the second Lötflächenabschnittes electrically connected. Thus, the sensor module can alternatively be electrically connected via the solder pads in the first pad portion or via the pads in the second pad portion. In each case, the solder surfaces of that of the two solder pad sections can be selected for electrical connection of the sensor module, which size matches the size of the conductors to be connected. Therefore, the sensor module according to the invention can be electrically connected to different sized conductors.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Sensormoduls besteht darin, dass durch eine einfache Erweiterung der Anschlussfahne auf zwei Lötflächenabschnitte die Einsetzbarkeit des Sensormoduls erhöht ist. So können gleiche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls für Anwendungen mit unterschiedlich großen Anschlussleitern verwendet werden.A particular advantage of the sensor module according to the invention is that the usability of the sensor module is increased by a simple extension of the terminal lug on two Lötflächenabschnitte. Thus, the same embodiments of the sensor module according to the invention for applications with different sized leads can be used.

Die erste Größe und die zweite Größe der Lötflächen bestimmen jeweils die Größe der Oberfläche der einzelnen Lötflächen. Die zweite Größe ist bevorzugt größer als die erste Größe. Somit weisen die Lötflächen im zweiten Lötflächenabschnitt bevorzugt jeweils eine größere Oberfläche als die Lötflächen im ersten Lötflächenabschnitt auf. Die Lötflächen im zweiten Lötflächenabschnitt weisen bevorzugt jeweils eine Oberfläche auf, die mindestens doppelt so groß wie die einzelnen Oberflächen der Lötflächen im ersten Lötflächenabschnitt ist. Die Lötflächen sind bevorzugt jeweils rechteckförmig. Die Lötflächen im zweiten Lötflächenabschnitt weisen bevorzugt jeweils größere Breite und eine größere Länge als die Lötflächen im ersten Lötflächenabschnitt auf.The first size and the second size of the solder pads each determine the size of the surface of the individual pads. The second size is preferably larger than the first size. Thus, the solder pads in the second pad portion preferably each have a larger surface area than the pads in the first pad portion. The soldering surfaces in the second soldering surface section preferably each have a surface which is at least twice as large as the individual surfaces of the soldering surfaces in the first soldering surface section. The solder surfaces are preferably each rectangular. The soldering surfaces in the second soldering surface section preferably each have a greater width and a greater length than the soldering surfaces in the first soldering surface section.

Die Lötflächen in den einzelnen Lötflächenabschnitten sind bevorzugt jeweils gleich beabstandet nebeneinander in einer Reihe angeordnet.The soldering surfaces in the individual soldering area sections are preferably each arranged equidistantly next to one another in a row.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls weisen benachbarte der Lötflächen des ersten Lötflächenabschnittes jeweils einen ersten Abstand zueinander auf. Benachbarte der Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes weisen jeweils einen sich vom ersten Abstand unterscheidenden zweiten Abstand auf. Somit unterscheiden sich die Lötflächen des ersten Lötflächenabschnittes von den Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes nicht nur in ihrer Größe, sondern auch in ihren Abständen. Der zweite Abstand ist bevorzugt größer als der erste Abstand. Der zweite Abstand ist bevorzugt mindestens doppelt so groß wie der erste Abstand.In preferred embodiments of the sensor module according to the invention adjacent to the solder pads of the first Lötflächenabschnittes each have a first distance from each other. Adjacent ones of the soldering surfaces of the second soldering surface portion each have a second distance different from the first distance. Thus, the solder pads of the first pad portion differ from the pads of the second pad portion not only in size but also in their pitches. The second distance is preferably greater than the first distance. The second distance is preferably at least twice as large as the first distance.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls sind die Lötflächen im ersten Lötflächenabschnitt dazu ausgebildet, an Leiterbahnen einer streifenartigen Leiterplatte oder an Einzelleitern eines Flachbandkabels angelötet zu werden. Die streifenartige Leiterplatte ist bevorzugt flexibel. Die Leiterbahnen sind bevorzugt parallel auf der streifenartigen Leiterplatte angeordnet, wobei benachbarte der Leiterbahnen bevorzugt den ersten Abstand aufweisen. Die streifenartige Leiterplatte ist bevorzugt im Lager angeordnet, um mit weiteren elektrischen Modulen im Lager elektrisch verbunden zu werden. Insoweit bildet die streifenartige Leiterplatte einen Backbone. Die streifenartige Leiterplatte weist bevorzugt sechs der Leiterbahnen auf. Die streifenartige Leiterplatte ist bevorzugt durch ein Bussystem gebildet.In preferred embodiments of the sensor module according to the invention, the solder pads in the first pad portion are adapted to be soldered to traces of a strip-like printed circuit board or to individual conductors of a ribbon cable. The strip-like printed circuit board is preferably flexible. The conductor tracks are preferably arranged in parallel on the strip-like printed circuit board, wherein adjacent ones of the printed conductors preferably have the first spacing. The strip-like circuit board is preferably arranged in the bearing to be electrically connected to other electrical modules in the camp. In that regard, the strip-like circuit board forms a backbone. The strip-like printed circuit board preferably has six of the conductor tracks. The strip-like printed circuit board is preferably formed by a bus system.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls sind die Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes dazu ausgebildet, an Einzelleiter eines Kabels, insbesondere eines Rundkabels angelötet zu werden. Die Einzelleiter des Kabels sind bevorzugt durch Adern, insbesondere durch Kupferadern gebildet, die jeweils eine eigene Isolierung aufweisen. Die isolierten Adern sind von einem Mantel des Kabels ummantelt. Das Kabel mündet in das Lager und dient bevorzugt ausschließlich zum Anschluss des genau einem im Lager befindlichen Sensormoduls, welches das einzige elektrische Modul im Lager darstellt. In diesem Fall kann auf die den Backbone bildende streifenartige Leiterplatte verzichtet werden. Da das erfindungsgemäße Sensormodul die Lötflächen im zweiten Lötflächenabschnitt aufweist, welche zum Anschluss an das Kabel geeignet sind, kann das Kabel unmittelbar an die Anschlussfahne des Sensormoduls angeschlossen werden, sodass die den Backbone bildende streifenartige Leiterplatte im Lager nicht benötigt wird. Das Kabel weist bevorzugt zwischen drei und sechs der Einzelleiter auf. Das Kabel weist besonders bevorzugt vier der Einzelleiter auf.In preferred embodiments of the sensor module according to the invention, the solder surfaces of the second Lötflächenabschnittes are adapted to be soldered to individual conductors of a cable, in particular a round cable. The individual conductors of the cable are preferably formed by wires, in particular by copper wires, each having its own insulation. The insulated wires are sheathed by a sheath of the cable. The cable terminates in the bearing and is preferably used exclusively for the connection of exactly one sensor module located in the bearing, which represents the only electrical module in the bearing. In this case can be dispensed with the backbone forming strip-like circuit board. Since the sensor module according to the invention has the solder pads in the second Lötflächenabschnitt, which are suitable for connection to the cable, the cable can be connected directly to the terminal lug of the sensor module, so that the backbone forming strip-like circuit board is not needed in the camp. The cable preferably has between three and six of the individual conductors. The cable particularly preferably has four of the individual conductors.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Sensormoduls besteht darin, dass es in einer einzigen Ausführung für den Anschluss an die den Backbone bildende streifenartige Leiterplatte bei Verwendung mehrerer elektrischer Module im Lager und für den Anschluss an das Kabel bei Verwendung eines einzigen elektrischen Moduls im Lager ohne die den Backbone bildende streifenartige Leiterplatte geeignet ist.A particular advantage of the sensor module according to the invention is that it in a single embodiment for connection to the backbone forming strip-like circuit board when using multiple electrical modules in the camp and for connection to the cable when using a single electrical module in the camp without the Backbone forming strip-like circuit board is suitable.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls sind der erste Lötflächenabschnitt und der zweite Lötflächenabschnitt in der Haupterstreckungsrichtung der Anschlussfahne nacheinander auf derselben Seite der Anschlussfahne angeordnet. Somit ist am offenen Ende der Anschlussfahne einer der beiden Lötflächenabschnitte angeordnet, während der andere der beiden Lötflächenabschnitte zwischen dem am offenen Ende der Anschlussfahne angeordneten der beiden Lötflächenabschnitte und dem am Modulkörper angeordneten Ende der Anschlussfahne angeordnet ist. Bevorzugt ist am offenen Ende der Anschlussfahne der zweite Lötflächenabschnitt angeordnet, während der erste Lötflächenabschnitt zwischen dem zweiten Lötflächenabschnitt und dem am Modulkörper angeordneten Ende der Anschlussfahne angeordnet ist.In preferred embodiments of the sensor module according to the invention, the first pad area and the second pad area in the main extension direction of the pad are arranged successively on the same side of the terminal pad. Thus, one of the two Lötflächenabschnitte is disposed at the open end of the terminal lug, while the other of the two Lötflächenabschnitte arranged between the at the open end of the terminal lug of the two Lötflächenabschnitte and arranged on the module body end of the terminal lug is arranged. Preferably, the second Lötflächenabschnitt is arranged at the open end of the terminal lug, while the first Lötflächenabschnitt between the second Lötflächenabschnitt and arranged on the module body end of the terminal lug is arranged.

Bei alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls ist einer der beiden Lötflächenabschnitte auf einer Vorderseite der Anschlussfahne angeordnet, während der andere der beiden Lötflächenabschnitte auf einer Rückseite der Anschlussfahne angeordnet ist.In alternative embodiments of the sensor module according to the invention one of the two Lötflächenabschnitte is disposed on a front side of the terminal lug, while the other of the two Lötflächenabschnitte is arranged on a rear side of the terminal lug.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls ist die Anschlussfahne durch eine flexible Leiterplatte gebildet. Die Lötflächen sind bevorzugt durch Kaschierungen aus Kupfer gebildet.In preferred embodiments of the sensor module according to the invention, the terminal lug is formed by a flexible printed circuit board. The solder surfaces are preferably formed by laminations of copper.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls weist die Anschlussfahne zwischen dem ersten Lötflächenabschnitt und dem zweiten Lötflächenabschnitt oder innerhalb des zweiten Lötflächenabschnittes eine Materialschwächung auf, durch welche der zweite Lötflächenabschnitt zumindest teilweise vom Rest der Anschlussfahne, insbesondere vom ersten Lötflächenabschnitt oder vom übrigen zweiten Lötflächenabschnitt abtrennbar ist. Durch die Materialschwächung kann bevorzugt der gesamte zweite Lötflächenabschnitt abtrennbar sein oder es können alternativ bevorzugt einzelne der Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes, d. h. Teile des zweiten Lötflächenabschnittes abtrennbar sein. Die Materialschwächung ist bevorzugt zwischen den Lötflächen innerhalb des zweiten Lötflächenabschnittes ausgebildet; insbesondere an einer seitlichen Erweiterung der Anschlussfahne, auf welcher ein oder mehrere der Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes angeordnet sind. Die Materialschwächung ist alternativ oder ergänzend bevorzugt durch einen Steg zwischen dem ersten Lötflächenabschnitt und dem zweiten Lötflächenabschnitt gebildet, der schmaler als der erste Lötflächenabschnitt und der zweite Lötflächenabschnitt ist.In preferred embodiments of the sensor module according to the invention, the terminal lug between the first Lötflächenabschnitt and the second Lötflächenabschnitt or within the second Lötflächenabschnittes a material weakening, through which the second Lötflächenabschnitt is at least partially separated from the rest of the terminal lug, in particular from the first Lötflächenabschnitt or the remaining second Lötflächenabschnitt. As a result of the weakening of the material, it is possible for the entire second area of the soldering area to be separable, or, alternatively, it may be preferable for one of the soldering areas of the second area of the soldering area to be d. H. Parts of the second Lötflächenabschnittes be separable. The material weakening is preferably formed between the soldering surfaces within the second Lötflächenabschnittes; in particular on a lateral extension of the connection lug, on which one or more of the soldering surfaces of the second Lötflächenabschnittes are arranged. The material weakening is alternatively or additionally preferably formed by a web between the first land area and the second land area, which is narrower than the first land area and the second land area.

Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls weisen der erste Lötflächenabschnitt und der zweite Lötflächenabschnitt jeweils zwischen zwei und zehn der Lötflächen, besonders bevorzugt jeweils zwischen vier und sechs der Lötflächen auf. Die Anzahl der Lötflächen des ersten Lötflächenabschnittes und die Anzahl der Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes müssen nicht gleich sein. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensormoduls weist der erste Lötflächenabschnitt sechs der Lötflächen auf, während der zweite Lötflächenabschnitt vier der Lötflächen aufweist. Dabei sind zwei der sechs Lötflächen des ersten Lötflächenabschnittes elektrisch nicht mit den Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes verbunden. Bevorzugt ist mindestens die Hälfte der Lötflächen des ersten Lötflächenabschnittes paarweise mit den Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes elektrisch verbunden. Auch der zweite Lötflächenabschnitt kann Lötflächen aufweisen, die nicht mit den Lötflächen des ersten Lötflächenabschnittes elektrisch verbunden sind.In preferred embodiments of the sensor module according to the invention, the first pad area and the second pad area each have between two and ten of the pads, more preferably between four and six of the pads respectively. The number of solder pads of the first pad portion and the number of pads of the second pad portion need not be equal. In a particularly preferred embodiment of the sensor module according to the invention, the first solder pad section has six of the solder pads, while the second pad section has four of the solder pads. In this case, two of the six solder surfaces of the first solder pad section are not electrically connected to the solder pads of the second pad section. Preferably, at least half of the soldering surfaces of the first soldering surface section are electrically connected in pairs to the soldering surfaces of the second soldering surface section. Also, the second Lötflächenabschnitt may have solder pads that are not electrically connected to the pads of the first Lötflächenabschnittes.

Das erfindungsgemäße Sensormodul ist bevorzugt zur Messung einer Beschleunigung oder einer Drehzahl des Lagers ausgebildet, sodass es sich um ein Beschleunigungsmessmodul bzw. um ein Drehzahlmessmodul handelt und dieses ein Beschleunigungssensorelement bzw. ein Drehzahlsensorelement umfasst. Grundsätzlich kann das Sensormodul aber auch zur Messung anderer physikalischer Größen ausgebildet sein.The sensor module according to the invention is preferably designed for measuring an acceleration or a rotational speed of the bearing, so that it is an acceleration measuring module or a rotational speed measuring module and this includes an acceleration sensor element or a rotational speed sensor element. In principle, however, the sensor module can also be designed to measure other physical quantities.

Das erfindungsgemäße mechanische Lager ist zur Lagerung eines ersten Maschinenelementes gegenüber einem zweiten Maschinenelement ausgebildet. Das erfindungsgemäße mechanische Lager ist bevorzugt zur rotativen Lagerung des ersten Maschinenelementes gegenüber dem zweiten Maschinenelement ausgebildet. Das Lager umfasst das erfindungsgemäße Sensormodul. Dabei sind entweder die Lötflächen des ersten Lötflächenabschnittes durch Lötverbindungen mit Leiterbahnen einer streifenartigen Leiterplatte verbunden oder es sind die Lötflächen des zweiten Lötflächenabschnittes durch Lötverbindungen mit Einzelleitern eines Kabels verbunden. Das Sensormodul ist also entweder an die streifenartige Leiterplatte oder an das Kabel elektrisch angeschlossen. Das Sensormodul ist bevorzugt dann an das Kabel elektrisch angeschlossen, wenn das Lager nur das eine Sensormodul und kein weiteres elektrisches Modul umfasst, sodass auch keine einen Backbone bildende streifenartige Leiterplatte im Lager angeordnet ist. Das Sensormodul ist bevorzugt dann an die einen Backbone bildende streifenartige Leiterplatte elektrisch angeschlossen, wenn das Lager mehrere der Sensormodule oder das eine Sensormodul und weitere elektrische Module umfasst, die sämtlich an die einen Backbone bildende streifenartige Leiterplatte angeschlossen sind. In diesem Fall ist der nicht genutzte zweite Lötflächenabschnitt bevorzugt von der übrigen Anschlussfahne abgetrennt, indem er bevorzugt an der Materialschwächung der Anschlussfahne abgetrennt wurde.The mechanical bearing according to the invention is designed for mounting a first machine element relative to a second machine element. The mechanical bearing according to the invention is preferably designed for rotational mounting of the first machine element relative to the second machine element. The bearing comprises the sensor module according to the invention. In this case, either the solder surfaces of the first Lötflächenabschnittes are connected by solder joints with traces of a strip-like circuit board or the solder surfaces of the second Lötflächenabschnittes are connected by solder joints with individual conductors of a cable. The sensor module is thus either electrically connected to the strip-like printed circuit board or to the cable. The sensor module is preferably then electrically connected to the cable when the bearing comprises only one sensor module and no further electrical module, so that no strip-like printed circuit board forming a backbone is arranged in the bearing. The sensor module is then preferably electrically connected to the strip-like printed circuit board forming a backbone, if the bearing comprises a plurality of the sensor modules or the one sensor module and further electrical modules which are all connected to the strip-like printed circuit board forming a backbone. In this case, the unused second Lötflächenabschnitt is preferably separated from the rest of the terminal lug by it was preferably separated at the material weakening of the terminal lug.

Das erfindungsgemäße mechanische Lager weist bevorzugt eine der bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sensormoduls auf. Im Übrigen weist das erfindungsgemäße mechanische Lager bevorzugt auch Merkmale auf, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Sensormodul und dessen bevorzugten Ausführungsformen angegeben sind.The mechanical bearing according to the invention preferably has one of the preferred embodiments of the sensor module according to the invention. Incidentally, the mechanical bearing according to the invention preferably also features that in connection with the inventive Sensor module and its preferred embodiments are given.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

  • 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensormoduls,
  • 2 das in 1 gezeigte Sensormodul mit einer Materialschwächung;
  • 3 das in 1 gezeigte Sensormodul mit einem angeschlossenen Kabel; und
  • 4 das in 1 gezeigte Sensormodul mit einer angeschlossenen streifenartigen flexiblen Leiterplatte.
Further details, advantages and developments of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention, with reference to the drawing. Show it:
  • 1 a preferred embodiment of a sensor module according to the invention,
  • 2 this in 1 shown sensor module with a material weakening;
  • 3 this in 1 shown sensor module with a cable connected; and
  • 4 this in 1 shown sensor module with a connected strip-like flexible circuit board.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensormoduls, welches zur Anordnung in einem mechanischen Lager ausgebildet ist und zur Messung beispielsweise einer Drehzahl des Lagers dient. Das Sensormodul umfasst einen Modulkörper 01, in welchem sich ein Sensorelement (nicht gezeigt) und eine Sensorelektronik (nicht gezeigt) befinden. Aus dem Modulkörper 01 ragt eine Anschlussfahne 02 heraus, welche durch eine flexible Leiterplatte gebildet ist und zum elektrischen Anschluss des Sensormoduls dient. Auf der Anschlussfahne 02 sind ein erster Lötflächenabschnitt 03 mit sechs Lötflächen 04 und ein zweiter Lötflächenabschnitt 06 mit vier Lötflächen 07 ausgebildet. Die vier Lötflächen 07 des zweiten Lötflächenabschnittes 06 sind jeweils einzeln mit einem von vier der sechs Lötflächen 04 des ersten Lötflächenabschnittes 03 elektrisch verbunden. Die sechs Lötflächen 04 des ersten Lötflächenabschnittes 03 sind mit der Sensorelektronik (nicht gezeigt) elektrisch verbunden. Die vier Lötflächen 07 des zweiten Lötflächenabschnittes 06 sind größer als die sechs Lötflächen 04 des ersten Lötflächenabschnittes 03. Die vier Lötflächen 07 des zweiten Lötflächenabschnittes 06 weisen jeweils einen Abstand zueinander auf, der größer als ein Abstand ist, welchen die sechs Lötflächen 04 des ersten Lötflächenabschnittes 03 jeweils zueinander aufweisen. 1 shows a preferred embodiment of a sensor module according to the invention, which is designed for arrangement in a mechanical bearing and used for measuring, for example, a speed of the bearing. The sensor module comprises a module body 01 in which a sensor element (not shown) and a sensor electronics (not shown) are located. From the module body 01 protrudes a connecting lug 02 out, which is formed by a flexible printed circuit board and is used for electrical connection of the sensor module. On the connecting lug 02 are a first land area section 03 with six solder surfaces 04 and a second land area portion 06 with four solder surfaces 07 educated. The four solder surfaces 07 the second Lötflächenabschnittes 06 are each one-by-one with one of four of the six pads 04 of the first pad section 03 electrically connected. The six solder surfaces 04 of the first pad section 03 are electrically connected to the sensor electronics (not shown). The four solder surfaces 07 the second Lötflächenabschnittes 06 are larger than the six solder surfaces 04 of the first pad section 03 , The four solder surfaces 07 the second Lötflächenabschnittes 06 each have a distance to each other, which is greater than a distance, which the six solder surfaces 04 of the first pad section 03 each to each other.

Die Anschlussfahne 02 weist einen Steg 08 auf, welcher den zweiten Lötflächenabschnitt 06 mit dem ersten Lötflächenabschnitt 03 verbindet.The connection flag 02 has a footbridge 08 on which the second Lötflächenabschnitt 06 with the first pad area 03 combines.

2 zeigt das in 1 gezeigte Sensormodul mit einer Materialschwächung 09, welche im Steg 08 ausgebildet ist. Durch die Materialschwächung 09 kann der zweite Lötflächenabschnitt 06 leicht vom ersten Lötflächenabschnitt 03 abgetrennt werden. 2 shows that in 1 shown sensor module with a material weakening 09 , which are in the dock 08 is trained. Through the material weakening 09 may the second Lötflächenabschnitt 06 slightly from the first pad area 03 be separated.

3 zeigt das in 1 gezeigte Sensormodul mit einem angeschlossenen Kabel 11. Das Kabel 11 umfasst vier Einzelleiter 12, welche jeweils durch eine Lötverbindung 13 mit den vier Lötflächen 07 des zweiten Lötflächenabschnittes 06 elektrisch verbunden sind. Die sechs Lötflächen 04 des ersten Lötflächenabschnittes 03 sind ungenutzt. In diesem Zustand wird das Sensormodul in das Lager (nicht gezeigt) eingebaut. Das Kabel 11 wird von außen in das Lager (nicht gezeigt) geführt, in welchem sich außer dem einen Sensormodul kein weiteres elektrisches Modul befindet, sodass auf einen Backbone zum elektrischen Verbinden mehrerer Sensormodule und/oder weiterer elektrischer Module verzichtet werden kann. 3 shows that in 1 shown sensor module with a connected cable 11 , The cable 11 includes four individual conductors 12 , each by a solder joint 13 with the four soldering surfaces 07 the second Lötflächenabschnittes 06 are electrically connected. The six solder surfaces 04 of the first pad section 03 are unused. In this state, the sensor module is installed in the bearing (not shown). The cable 11 is led from the outside into the camp (not shown), in which there is no further electrical module except the one sensor module, so that can be dispensed with a backbone for electrically connecting a plurality of sensor modules and / or other electrical modules.

4 zeigt das in 1 gezeigte Sensormodul mit einer angeschlossenen streifenartigen flexiblen Leiterplatte 16. Auf der streifenartigen flexiblen Leiterplatte 16 befinden sich sechs Leiterbahnen 17, welche jeweils durch eine Lötverbindung 18 mit den sechs Lötflächen 04 des ersten Lötflächenabschnittes 03 elektrisch verbunden sind. In diesem Zustand wird das Sensormodul in das Lager (nicht gezeigt) eingebaut. Die streifenartige flexible Leiterplatte 16 ist innerhalb des Lagers (nicht gezeigt) verlegt und dient zum elektrischen Anschluss des Sensormoduls und weiterer im Lager (nicht gezeigt) angeordneter Sensormodule (nicht gezeigt) und/oder weiterer elektrischer Module (nicht gezeigt), sodass die streifenartige flexible Leiterplatte 16 einen Backbone bildet. 4 shows that in 1 shown sensor module with a connected strip-like flexible circuit board 16 , On the strip-like flexible circuit board 16 There are six tracks 17 , each by a solder joint 18 with the six solder surfaces 04 of the first pad section 03 are electrically connected. In this state, the sensor module is installed in the bearing (not shown). The strip-like flexible circuit board 16 is laid inside the bearing (not shown) and serves for the electrical connection of the sensor module and further in the bearing (not shown) arranged sensor modules (not shown) and / or other electrical modules (not shown), so that the strip-like flexible printed circuit board 16 forms a backbone.

Da der zweite Lötflächenabschnitt 06 (gezeigt in 1) in diesem Fall nicht benötigt wird, wurde dieser durch Abtrennung an der Materialschwächung 09 (gezeigt in 2) entfernt.Because the second Lötflächenabschnitt 06 (shown in 1 ) is not needed in this case, this was due to separation at the material weakening 09 (shown in 2 ) away.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101
Modulkörpermodule body
0202
Anschlussfahneterminal lug
0303
erster Lötflächenabschnittfirst pad area
0404
Lötflächensoldering surfaces
0505
--
0606
zweiter Lötflächenabschnittsecond Lötflächenabschnitt
0707
Lötflächensoldering surfaces
0808
Stegweb
0909
Materialschwächungmaterial weakening
1010
--
1111
Kabelelectric wire
1212
EinzelleiterSingle conductor
1313
Lötverbindungsolder
1414
--
15 15
--
1616
streifenartige flexible Leiterplattestrip-like flexible circuit board
1717
Leiterbahnconductor path
1818
Lötverbindungsolder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102012202522 A1 [0007]DE 102012202522 A1 [0007]

Claims (10)

Sensormodul für ein mechanisches Lager, umfassend einen Modulkörper (01) zur Anordnung des Sensormoduls in dem mechanischen Lager und eine Anschlussfahne (02) zum elektrischen Anschluss des Sensormoduls, wobei in dem Modulkörper (01) eine Sensorelektronik angeordnet ist, und wobei die Anschlussfahne (02) mehrere Lötflächen (04, 07) aufweist, die jeweils elektrisch mit der Sensorelektronik verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahne (02) einen ersten Lötflächenabschnitt (03) mit mehreren Lötflächen (04) einer ersten Größe und einen zweiten Lötflächenabschnitt (06) mit mehreren Lötflächen (07) einer sich von der ersten Größe unterscheidenden zweiten Größe aufweist, wobei zumindest mehrere der Lötflächen (04) des ersten Lötflächenabschnittes (03) paarweise mit den Lötflächen (07) des zweiten Lötflächenabschnittes (06) elektrisch verbunden sind.Sensor module for a mechanical bearing, comprising a module body (01) for arranging the sensor module in the mechanical bearing and a terminal lug (02) for electrical connection of the sensor module, wherein sensor electronics are arranged in the module body (01), and wherein the terminal lug (02 ) has a plurality of solder pads (04, 07), which are each electrically connected to the sensor electronics, characterized in that the terminal lug (02) has a first solder pad portion (03) with a plurality of solder pads (04) of a first size and a second pad portion (06) with a plurality of solder pads (07) of a different from the first size second size, wherein at least a plurality of solder pads (04) of the first Lötflächenabschnittes (03) in pairs with the solder pads (07) of the second Lötflächenabschnittes (06) are electrically connected. Sensormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte der Lötflächen (04) des ersten Lötflächenabschnittes (03) jeweils einen ersten Abstand zueinander aufweisen, und dass benachbarte der Lötflächen (07) des zweiten Lötflächenabschnittes (06) jeweils einen sich vom ersten Abstand unterscheidenden zweiten Abstand aufweisen.Sensor module after Claim 1 Characterized in that adjacent to the soldering surfaces (04) of the first Lötflächenabschnittes (03) have a first distance from one another in each case, and that adjacent to the soldering surfaces (07) of the second Lötflächenabschnittes (06) each have a from the first distance distinctive second distance. Sensormodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötflächen (04) des ersten Lötflächenabschnittes (03) dazu ausgebildet sind, an Leiterbahnen (17) einer streifenartigen Leiterplatte (16) angelötet zu werden.Sensor module after Claim 1 or 2 , characterized in that the soldering surfaces (04) of the first Lötflächenabschnittes (03) are adapted to be soldered to conductor tracks (17) of a strip-like printed circuit board (16). Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötflächen (07) des zweiten Lötflächenabschnittes (06) dazu ausgebildet sind, an Einzelleiter (12) eines Kabels (11) angelötet zu werden.Sensor module according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the solder surfaces (07) of the second Lötflächenabschnittes (06) are adapted to be soldered to individual conductors (12) of a cable (11). Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lötflächenabschnitt (03) und der zweite Lötflächenabschnitt (06) in der Haupterstreckungsrichtung der Anschlussfahne (02) nacheinander angeordnet sind.Sensor module according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the first Lötflächenabschnitt (03) and the second Lötflächenabschnitt (06) in the main extension direction of the terminal lug (02) are arranged one after the other. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahne (02) durch eine flexible Leiterplatte gebildet ist.Sensor module according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the terminal lug (02) is formed by a flexible printed circuit board. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfahne (02) zwischen dem ersten Lötflächenabschnitt (03) und dem zweiten Lötflächenabschnitt (06) eine Materialschwächung (09) aufweist, durch welche der zweite Lötflächenabschnitt (06) vom ersten Lötflächenabschnitt (03) abtrennbar ist.Sensor module according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the terminal lug (02) between the first Lötflächenabschnitt (03) and the second Lötflächenabschnitt (06) has a material weakening (09) through which the second Lötflächenabschnitt (06) from the first Lötflächenabschnitt (03) is separable. Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lötflächenabschnitt (03) und der zweite Lötflächenabschnitt (06) jeweils zwischen vier und sechs der Lötflächen (04, 07) aufweisen.Sensor module according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the first Lötflächenabschnitt (03) and the second Lötflächenabschnitt (06) each between four and six of the solder surfaces (04, 07). Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Messung einer Beschleunigung oder einer Drehzahl des Lagers ausgebildet ist.Sensor module according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that it is designed to measure an acceleration or a rotational speed of the bearing. Mechanisches Lager zur Lagerung eines ersten Maschinenelementes gegenüber einem zweiten Maschinenelement; umfassend ein Sensormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lötflächen (04) des ersten Lötflächenabschnittes (03) durch Lötverbindungen (18) mit Leiterbahnen (17) einer streifenartigen Leiterplatte (16) verbunden sind, oder wobei die Lötflächen (07) des zweiten Lötflächenabschnittes (06) durch Lötverbindungen (13) mit Einzelleitern (12) eines Kabels (11) elektrisch verbunden sind.Mechanical bearing for supporting a first machine element relative to a second machine element; comprising a sensor module according to one of Claims 1 to 9 in which the soldering surfaces (04) of the first soldering surface section (03) are connected by solder connections (18) to conductor tracks (17) of a strip-like printed circuit board (16), or where the soldering surfaces (07) of the second soldering surface section (06) are soldered (13) with individual conductors (12) of a cable (11) are electrically connected.
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