DE10302280A1

DE10302280A1 - Drucksensormodul

Info

Publication number: DE10302280A1
Application number: DE10302280A
Authority: DE
Inventors: Michael JÜRGENS; Holger Meyer
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2004-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Drucksensormodul, insbesondere für elektrohydraulische Bremsanlagen, mit mehreren in einem Sensorgehäuse (13) angeordneten Drucksensoren, die mit Drucksensormembranen (10) und einer Drucksensorelektronik (11) versehen sind. Die Erfindung sieht vor, dass mehrere elektrische Anschlüsse in Form von flexiblen Drähten (4) die Drucksensormembranen (10) mit der Leiterplatte (1) verbinden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Drucksensormodul für elektronische Bremssysteme in Kraftfahrzeugen.

Es ist aus der WO 01/85511 A1 bekannt, Drucksensoren in elektronischen Bremsensteuergeräten zu integrieren. Die in der genannten Schrift beschriebenen Ausführungsformen betreffen die Integration von Einzelsensoren, die mittels einer Clinch-Verbindung an einer Hydraulikeinheit befestigt sind. In einem Elektronikgehäuse des Steuergerätes, welches zum Beispiel aus einem Kunststoffgehäuse gebildet sein kann, ist im wesentlich die gesamte Elektronik der Bremsenssteuerung untergebracht. Das Elektronikgehäuse ist mit der Hydraulikeinheit verbunden. Aus Gründen einer vereinfachten Fertigung bestehen die elektrischen Verbindungen zu den an der Hydraulikeinheit befestigten Drucksensoren aus Kontaktfedern, die mit Kontaktflächen zusammenwirken.

Aus der gattungsbildenden EP 1068120 B1 ist bereits ein Drucksensormodul bekannt, dessen Drucksensoren über Dichtund Halteringe im Sensorgehäuse aufwendig positioniert sind, wobei die elektrische Verbindung der Drucksensoren mit einer Leiterplatte über steife Kontaktstifte erfolgt, wozu die Drucksensoren vor der Befestigung im Sensorgehäuse exakt zu den Lötstellen der Leiterplatte ausgerichtet werden müssen.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein möglichst einfach herzustellende Drucksensorbaugruppe zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird für ein Drucksensormodul der eingangs genannten Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Ausgestaltung der Erfindung erlaubt selbstverständlich, dass für das Drucksensormodul bei Wunsch oder Bedarf mehrere Leiterplatten (beispielsweise mehrlagig als Mehrfachlayer) verwendet werden, die alle auf die gleiche Weise kontaktiert werden. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, genau eine Leiterplatte zu verwenden, welche besonders einfach einlagig (Einfachlayer) ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand mehrerer Zeichnungen.
Es zeigen:
1 ein Drucksensormodul mit Ausnehmungen in der Leiterplatte in Explosionsdarstellung,
2 ein Drucksensormodul wie in 1 mit Einschnürungen an der Leiterplatte,
3 eine schematische Schnittzeichnung des Drucksensormoduls nach 1 in einer Teilansicht.
Die 1 zeigt ein Drucksensormodul, das für elektrohyd raulische Bremsanlagen verwendet wird, mit mehreren in einem rechteckigen Sensorgehäuse 13 angeordneten Drucksensoren, die mit Drucksensormembranen 10 und einer Drucksensorelektronik 11 versehenen sind. Die Verwendung von Drucksensormembranen 10 stellt eine Möglichkeit zur Ausführung der für die Drucksensoren erforderlichen Messelemente dar. Am Sensorgehäuse 13 sind mehrere hydraulische Anschlüsse angeordnet, die mit einer Hydraulikeinheit der elektrohydraulischen Bremsanlage verbindbar sind. Mittels einer dem Sensorgehäuse 13 zugeordneten Leiterplatte 1, welche die gesamte Drucksensorelektronik 11 aufweist, besteht im Endmontagezustand eine zentrale elektrische Anschlussstelle zu einem oberhalb der Leiterplatte 1 anschließbaren Elektronikgehäuse.
Die Erfindung sieht vor, dass nach der Montage der Drucksensoren und der Leiterplatte 1 im Sensorgehäuse 13 mehrere elektrische Anschlüsse in Form von flexiblen Drähten 4 die Drucksensormembranen 10 mit der Leiterplatte 1 verbinden, wozu im einzelnen im weiteren Verlauf der Beschreibung auf die Darstellung nach 3 hingewiesen wird.
Ferner geht aus 1 hervor, dass die als stabile Trägerplatte ausgebildete Leiterplatte 1 zwischen den elektronischen Bausteinen der Drucksensorelektronik 11 und den als Kontaktpads bezeichneten Kontaktflächen 9 mehrere rechteckförmige Ausnehmungen 2 hat, die derart großzügig bemessen sind, dass die flexiblen Drähte 4 spielbehaftet und in beliebiger Lage durch die Ausnehmungen 2 verlegt werden können. Die äußerst feinen Drähte 4 sind als sogenannte Bondwire ausgeführt, die durch Mikroschweißtechnik an der Leiterplatte 1 angeschlossen werden (siehe 3).
Die Leiterplatte 1 ist stoff- oder formschlüssig, vorzugsweise mittels einer Klebeverbindung, im Sensorgehäuse 13 positioniert. Das Sensorgehäuse 13 wird mittels eines oberhalb der Leiterplatte 1 angeordneten Gehäusedeckels 14 druckmitteldicht verschlossen, der fluchtend zu mehreren auf der Leiterplatte 1 angeordneten elektrischen Kontaktflächen 9 eine elektrische Durchführung 8 umfasst. Die Leiterplatte 1 weist die eingangs bereits erwähnten, infolge ihrer Größe leicht zu kontaktierenden Kontaktflächen 9 auf, die derart auf der Leiterplatte 1 angeordnet sind, dass über die Durchführung 8 eine elektrisch leitende und besonders einfache lösbare Verbindung mit dem Elektronikgehäuse eines Bremsensteuergerätes hergestellt werden kann (vgl. 6).
Das Drucksensormodul dient somit zum Anschluss an ein zur Steuerung und/oder Regelung von Kraftfahrzeugbremsen vorgesehenes Bremsensteuergerätes, dessen Hydraulikeinheit über ein Abdichtelement 6 am Sensorgehäuse 13 angeschlossen ist. Das Abdichtelement 6 weist Langlöcher 7 auf, die in Richtung der Drucksensoren eine grob tolerierbare hydraulische Kanalverbindung zwischen der Hydraulikeinheit und dem Sensorgehäuse 13 herstellen. Mit Hilfe der Langlöcher 7 können Fertigungstoleranzen auf einfache Weise ausgeglichen werden. Das Abdichtelement 6 ist als eine Dichtplatte ausgeführt, die im Bereich der Langlöcher 7 mit Dichtlippen oder Dichtringen versehen ist, die insbesondere durch das Anvulkanisieren mit der Dichtplatte verbunden sind.
Die Hydraulikeinheit wird mit dem Drucksensormodul mittels eines geeigneten Befestigungselements 5 wie z.B. Schrauben, Nieten, Rasthaken verbunden.
In 2 ist abweichend von 1 die Leiterplatte 1 so geformt, daß sich an ihrem Außenumfang Einschnürungen 3 ergeben, die eine beliebige, großräumige Verlegung der flexiblen Drähte 4 von den unterhalb der Leiterplatte 1 im Sensorgehäuse 13 angeordneten Drucksensormembranen 10 zu der Oberseite der Leiterplatte 1 ermöglichen. Ansonsten entspricht der Aufbau des Drucksensormoduls nach 2 den bereits zu 1, erläuterten Einzelheiten.
Die 3 verdeutlicht anhand einer Zusammenbauzeichnung die bereits zuvor zu den 1 und 2 erläuterten Merkmale. Die Zusammenbauzeichnung offenbart in einer Schnittdarstellung den flachen Gehäusedeckel 14, der flüssigkeitsdicht auf den oberen Rand des Sensorgehäuses 13 aufgesetzt ist, wodurch sich bis auf die elektrische Durchführung 8 eine im wesentlichen abgeschlossene Einheit ergibt. Die elektrische Durchführung 8 ist innerhalb eines Dichtkragens 19 angeordnet, der gemeinsam mit dem Gehäusedeckel 14 durch Kunststoffspritzgießen hergestellt ist. In die Durchführung 8 ragen mehrere Kontaktfedern 15 auf die Kontaktflächen 9 der Leiterplatte 1, die eine besonders einfache Kontaktierung des Drucksensormoduls mit einer Elektronik in einem Elektronikgehäuse ermöglichen.
Mit Hilfe der aus 1 bekannten Langlöcher 7, die lediglich im Hydraulikbereich des Abdichtelements 6 und zwar zwischen dem Drucksensormodul und der Hydraulikeinheit vorhanden sind, können Ungenauigkeiten und Versatz der in der Hydraulikeinheit und dem Drucksensormodul vorhandenen Druckmittelbohrungen auf einfache Weise ausgeglichen werden. Zur Abdichtung kann aber auch selbstverständlich ein Dichtwulst entlang der Kontur des Modulgehäuses oder eine ringförmige Abdichtung jedes Drucksensorelements im Modul zweckmäßig sein, wobei letzteres aus 3 deutlich wird.
Ferner zeigt die 3 einen rohrförmigen Messelementträger 16, der mittels einer Selbstverstemmung in einer Stufenbohrung des Sensorgehäuses 13 befestigt ist. Hierzu weist das Sensorgehäuse 13 einen weicheren Werkstoff auf, vorzugsweise eine Aluminium-Knetlegierung, als der Werkstoff des Messelementträgers 16, der vorzugsweise aus Automatenstahl besteht.
Eine von Positionsabweichungen unabhängige elektrische Kontaktierung der Drucksensormembran 10 mit der Drucksensorelektronik 11 auf der Leiterplatte 1 erfolgt durch die oberhalb der Drucksensormembran 10 in der Leiterplatte 1 vorgesehene Aussparung 2, durch die die Drähte 4 hindurchgeführt sind.
Die Hydraulikflüssigkeit wird von der nicht gezeigten Hydraulikeinheit über jeweils einen mittig in das Sensorgehäuse 13 einmündenden Druckkanal 18 zur Membran 10 herangeführt. Eine durch Druckänderung hervorgerufene Membranverformung wird beispielsweise durch Dehnungsmessstreifen in ein elektrisches Messsignal umgeformt. Im Beispiel nach 3 wird die Verbindung von dem Druckkanal 18 zur Hydraulikeinheit über einen O-Ring abgedichtet, der als Abdichtelement 6 in einer Ausnehmung des Sensorgehäuses 13 eingesetzt ist.
Während der Montage des Bremsensteuergerätes, also bei dem Zusammenführen der mehrere Drucksteuerventile und das Drucksensormodul aufweisenden Hydraulikeinheit mit dem Elektronikgehäuse, wird der Dichtkragen 19 am Gehäusedeckel 14 in ein Abdichtmaterial (z.B. ein Gel) eingetaucht. Dadurch ergibt sich eine besonders dichte Verbindung, wobei durch die Überdimensionierung der Kontaktstellen 9 in dem mit dem Dichtmaterial gefüllten Bereichs eine von Fertigungstoleranzen unabhängige, problemlose elektrische Kontaktierung mittels mehrerer Kontaktfedern 15 zustande kommt.

1: Leiterplatte
2: Ausnehmung
3: Einschnürung
4: Draht
5: Befestigungselement
6: Abdichtelement
7: Langlöcher
8: Durchführung
9: Kontaktfläche
10: Drucksensormembran
11: Drucksensorelektronik
12: Hydraulikeinheit
13: Sensorgehäuse
14: Gehäusedeckel
15: Kontaktfeder
16: Messelementträger
17: Verbindung
18: Druckkanal
19: Kragen

Claims

Drucksensormodul, insbesondere für elektrohydraulische Bremsanlagen, mit mehreren in einem Sensorgehäuse (13) angeordneten Drucksensoren, die mit Messelementen und einer Drucksensorelektronik (11) versehenen sind, mit mehreren hydraulischen Anschlüssen am Sensorgehäuse (13), die mit einer Hydraulikeinheit (12) verbindbar sind, sowie mit einer elektrischen Verbindung der Drucksensorelektronik (11) über eine Leiterplatte (1) mit Bauteilen eines Elektronikgehäuses (20), das mit der Hydraulikeinheit (12) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere elektrische Anschlüsse in Form von flexiblen Drähten (4) vorhanden sind, welche die Messelemente mit der Leiterplatte (1) und/oder mit der Drucksensorelektronik (11) verbinden.
Drucksensormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (1) eine oder mehrere Ausnehmungen (2) und/oder Einschnürungen (3) besitzt, die derart großzügig bemessen sind, dass die Drähte (4) spielbehaftet und in beliebiger Lage im Bereich der Einschnürungen (3) und/oder Ausnehmungen (2) verlegt sind.
Drucksensormodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (1) stoff- oder formschlüssig, insbesondere durch Kleben, im Sensorgehäuse (13) befestigt ist.
Drucksensormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse (13) mittels eines oberhalb der Leiterplatte (1) angeordneten Gehäusedeckels (14) druckmitteldicht verschlossen ist, der in der Richtung mehrerer auf der Leiterplatte (1) angeordneter elektrischer Kontaktflächen (9) eine elektrische Durchführung (8) umfasst.
Drucksensormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Messelement an einem rohrförmigen Messelementträger (16) befestigt ist, der mittels einer Verstemmung, insbesondere mittels einer selbsteinscherenden Verbindung (17) im Sensorgehäuse (13) flüssigkeitsdicht fixiert ist.
Drucksensormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (1) mehrere nebeneinander angeordnete Kontaktflächen (9) oder Kontaktfedern (15) aufweist, welche mittels einer Durchführung (8) in einem die Leiterplatte (1) abdeckenden Gehäusedeckel (14) eine elektrisch leitende und lösbare Verbindung mit dem Elektronikgehäuse (20) eines Bremsensteuergerätes herstellen.
Drucksensormodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Messelement als Drucksensormembran (10) ausgeführt ist.
Drucksensormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abdichtelement (6) zwischen dem Sensorge häuse (13) und der Hydraulikeinheit (12) angeordnet ist, das Langlöcher (7) umfasst, die in Richtung der Drucksensoren eine grob tolerierbare hydraulische Kanalverbindung zwischen der Hydraulikeinheit (12) und dem Sensorgehäuse (13) herstellen.
Drucksensormodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorgehäuse (13) mindestens ein Befestigungselement (5) wie Schraube, Niete, Rasthaken umfasst, mit dem die Hydraulikeinheit mit dem Sensorgehäuse (13) verbunden ist.
Drucksensormodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtelement (6) eine Dichtplatte ist, die im Bereich der Langlöcher (7) mit Dichtlippen oder Dichtringen versehen ist, die insbesondere durch das Anvulkanisieren am Abdichtelement (6) verbunden sind.