SE541647C2 - Anordning för kontaktering av en sensor med en elektrisk kabel - Google Patents

Abstract

Uppfinningen avser en anordning med en sensor (4) och med en elektrisk kabel (2) med elektriska ledare (10, 12), vilka är försedda med en elektriskt isolerande ommantling (6), varvid sensorn (4) är upptagen i ett hus (18), varvid kabelns (2) ledare (10, 12) på vissa ställen (50) av ommantlingen är frilagda och huset (18) på de frilagda ställena av ommantlingen (6) är material- eller formslutet fäst på kabelns (2) ledare (10, 12), och att en elektriskt isolerande omhöljning (20) är tillhandahållen, vilken formslutet omger huset (18) och åtminstone täcker kabeln (2) i området av huset (18).

Description

Anordning för kontaktering av en sensor med en elektrisk kabel Teknikens ståndpunkt Uppfinningen utgår från en anordning för mekanisk förbindning och elektrisk kontaktering av en sensor med en elektrisk kabel.

Enligt teknikens ståndpunkt är lågpoliga, elektroniska komponenter kända, som t ex, inertialsensorer för säkerhetssystem, som t ex ABS eller ESP, vilka monteras genom fordonstillverkaren vid slutmontaget eller alternativt för hand hos leverantören i anslutning till förläggningen av kabelknippet. Montaget sker därvid i regel genom en fastskruvning av sensorn direkt på fordonska rosseriet eller alternativt med en förmonteringsgrupp. Den elektriska kontakteringen av sensorn sker i anslutning till dess mekaniska fixering i ett vidare arbetssteg via ett insticksystem.

Beskrivning av uppfinningen Uppfinningens uppgift är att förenkla de ovan nämnda tillverkningsstegen och möjliggöra en enkel integrering av sensorn i den elektriska kabeln respektive kabelknippet.

Uppfinningen avser en anordning med en sensor och med en elektrisk kabel, varvid sensorn är upptagen i ett hus. En fördel med uppfinningen består i att kabelns ledare vid vissa ställen är frilagda och huset med sensorn vid dessa frilagda ställen av kabeln är material- och/eller formslutet fäst vid kabelns ledare. Därtill är en elektriskt isolerande omhöljning tillhandahållen, vilken formslutet omger huset och åtminstone täcker kabeln i området av huset.

Genom den därmed uppnådda integreringen av sensorn i kabeln respektive kabelknippet kan på fördelaktigt sätt stickkontakt-kontakteringsklämmorna i sensorhuset och huset för det hoppassande anslutningsdonet bortfalla i kabelknippet. Sensorn kan därvid placeras på ett godtyckligt ställe i kabeln, alternativt även som avslutning av den elektriska kabeln.

I beroendekraven är ytterligare fördelaktiga utformningar och förbättringar av anordningen enligt uppfinningen uppförda.

I en utföringsform omger omhöljningen formslutet kabeln i området av huset, så att kabeln är inbäddad i omhöljningen.

Den materialslutna förbindningen av sensorn med kabeln sker företrädesvis genom lödning, t ex genom reflowlödning, en mjuklödningsprocess, såsom den företrädesvis användes för lödning av så kallade SMD- ("Surface Mounted Devices") konstruktionsdelar.

En därtill alternativ formsluten förbindning respektive integrering av sensorn med kabeln består i att kabelns ledare är försedda med kontakter, företrädesvis med så kallade krimpkontakter, i vilka huset respektive den så kallade förpackningen är inskjutet, mekaniskt fixerat och elektriskt kontakterat.

I en utföringsform är ledarnas elektriska kontakter utförda vid dessa förbindningsställen som elektro-magnetisk avskärmning, varigenom ett effektivt EMC-skydd kan realiseras samtidigt.

Sensorns hus är försett med en omhöljning, vilken företrädesvis består av en termomekaniskt anpassad duroplast. Därmed är å ena sidan en varaktigt hållbar och temperaturbeständig och företrädesvis tät omhöljning framställd. Dessutom kan en kostnadskrävande termoplastomsprutning bortfalla vid användningen av duroplastomsprutningen.

I en utföringsform frambringas samtidigt med framställningen av omhöjningen med öppningar försedda laskar, vilka tjänar till upptagning av fastsättningselement. Sistnämnda kan exempelvis vara utformade som expandernitar, med vilkas hjälp huset med sensorn respektive kabeln fastsätts på karosseriet av ett fordon.

Ritning Figur 1 visar den principiella konstruktionen av anordningen enligt uppfinningen enligt ett första utföringsexempel, Figur 2 visar en isärtagen framställning av konstruktionen enligt figur 1, Figur 3 visar den principiella konstruktionen av anordningen enligt uppfinningen enligt ett andra utföringsexempel, Figur 4 visar en isärtagen framställning av konstruktionen enligt figur 3, och Figur 5 visar ett tvärsnitt genom kontakterna och huset med sensorn enligt figur 3.

Utföringsexempel Figur 1 visar schematiskt den med en elektrisk kabel 2 mekaniskt och elektriskt förbundna sensorn 4. Sensorn 4 är inbäddad i ett hus 18. Huset 18 är omgett med en omhöljning 20. Figur 2 visaren en isärtagen framställning av figur 1. Den med en elektriskt isolerande ommantling 6 försedda kabeln 2 uppvisar i föreliggande utföringsexempel fyra ledare 8, 10, 12, 14. Kabeln 2 kan t ex vara del av ett kabelknippe hos ett fordon. De bägge i mitten placerade ledarna 10 och 12 är därvid materialslutet, t ex genom en mjuklödningsprocess, den ovan nämnda reflowlödningen, elektriskt och mekaniskt förbundna med sensorns 4 hus 18. Därtill påförs lödpasta 16 till de på kabelsidan öppna ledarytorna 50 hos de bägge i mitten placerade ledarna 10, 12, varefter den i huset 18 integrerade sensorn 4 förbinds med bägge ledarna 10, 12. Denna totala förening är å sin tur tätt omsluten med omhöljningen 20, vilken är framställd genom omsprutning av kabeln 2 och av huset 18 med företrädesvis ett duroplastmaterial. Istället för duroplast kan även andra elektriskt isolerande material användas för framställningen av omhöljningen 20. Omhöljningen 20 täcker åtminstone kabeln 2 i området av huset 18, så att mellanrummet mellan huset 18 och kabelns 2 ovansida är tätad. I en ytterligare utföringsform är kabeln 2 och med huset 18 med sensorn 4 inbäddad i omhöjningen 20. Därvid täcks såväl kabelns 2 ovansida som även kabelns 2 undersida i området av huset 18 av omhöljningen 20. Företrädesvis är omhöljningen 20 utformad på så sätt att åtminstone de elektriska kontakterna 51 och kontakterna 34, 36, företrädesvis huset 18 med sensorn 4 och kontakterna 34, 36, är tätt omslutna.

Sensorn 4 kan i huset 18 dessutom uppvisa en utvärderingskoppling, i synnerhet en ASIC-koppling. Därtill kan huset med sensorn 4 vara utformat som LGA-sensor, varvid elektriska kontakter 51 (fig. 5) är anordnade på husets 18 undersida för elektrisk kontaktering av sensorn respektive av utvärderingskopplingen. Sålunda kan huset 18 med sensorn 4 och utvärderingskopplingen utgöra ett sensorchipset. Lödpastan 16 kan vara utformad i form av lödpastapads.

Vid framställningen av omhöljningen 20 medelst en motsvarande sprutpressform framställs i det presenterade utföringsexemplet samtidigt i ett stycke på omhöljningen 20 utvecklade laskar 22 och 24, i vilka motsvarande öppningar för upptagningen av fastsättningselementen 26 och 28 är anordnade. Vid fastsättningen av kabeln 2 på karosseriet av fordonet griper de som expandernitar utformade fastsättningselementen 26, 28 in i motsvarande öppningar hos karosseriet.

I ett andra utföringsexempel, vilket är beskrivet nedan med hjälp av figurerna 3 och 4, fixeras likaledes en i ett hus 18 integrerad sensor 4 på en elektrisk kabel 32, varvid i detta fall är de bägge i mitten belägna elektriska ledarna 33 och 35 vid den ena änden av den fyrtrådiga kabeln 32 försedda med kontakter 34, 36, i vilka sensorns hus 18 är inskjutet, mekaniskt fixerat och elektriskt kontakterat. Kontakterna 34, 36 kan vara utformade som krimp kontakter.

Huset 18 är i sin tur försett med en omhöljning 20, vilken företrädesvis är framställd genom omsprutning med ett duroplastmaterial. Istället för duroplast kan även andra elektriskt isolerande material användas för framställning av omhöljningen 20.

Omhöljningen 20 omger kabeln 2 och huset 18 med sensorn 4. Därvid kan omhöljningen 20 även innesluta ovansidan och undersidan av kabeln 2. Omhöljningen 20 uppvisar i det framställda utfö ringsexemplet två laskar 40 och 42, vilka framställs vid sprutgjutning tillsammans med omhöljningen 20. Laskarna 40, 42 uppvisar öppningar, i vilka åter fastsättningselement i form av två expandernitar 44 och 46 är upptagna, med vilkas hjälp sensorn respektive kabeln 32 är fäst på karosseriet av fordonet. Sensorn 4 kan i huset 18 dessutom uppvisa en utvärderingskoppling, i synnerhet en ASIC-koppling. Därtill kan huset 18 med sensorn 4 vara utformad som LGA-sensor, varvid elektriska kontakter (51 (fig. 5) är anordnade på husets 18 undersida för elektrisk kontaktering av sensorn respektive av utvärderingskopplingen. På så sätt kan huset 18 med sensorn 4 och utvärderingskopplingen utgöra ett sensorchipset.

Figur 5 visar ett schematiskt tvärsnitt genom huset 18 med sensorn 4, varvid beroende av den valda utföringsformen kan även en utvärderingskoppling, i synnerhet en ASIC-koppling, vara anordnad i huset 18. Huset 18 är mekaniskt fixerat av kontakterna 34, 36 och sensorn 4 är elektriskt förbunden med kontakterna 34, 36 genom elektriska kontakter 51, vilka är anordnade på husets 18 undersida. Därtill påsprutas efter montaget av huset 18 omhöljningen 20 företrädesvis av ett duroplastmaterial. Därvid omslutes kontakterna 34, 36 och företrädesvis huset 18 tätt. I stället för duroplast kan även andra elektriskt isolerande material användas för framställningen av omhöljningen 20.

Företrädesvis är omhöljningen 20 utformad på så sätt att åtminstone de elektriska kontakterna 51 och kontakterna 34, 36, företrädesvis huset 18 med sensorn 4 och kontakterna 34, 36, 51 är tätt omslutna.

I den framställda utföringsformen uppvisar var och en av kontakterna 34, 36 en bottenvägg 54, en sidovägg 52 och en takvägg 53. Sidoväggarna 52 är utformade vinkelrätt mot ledarnas 33, 35 bottenvägg 54. Takväggarna 53 är anordnade parallellt med ledarnas 33, 35 bottenvägg 54 och vända mot varandra. Dock förblir det ett avstånd mellan de två mittemot på ett plan anordnade takväggarna 53. Kontakterna 34, 36 utformar med bottenväggarna, sidoväggarna 52 och takväggarna 53 ett upptagningsrum för upptagning av huset 18. Med hjälp av upptagningsrummet kan huset 18 före omsprutningen med omhöljningen 20 hållas mekaniskt och de elektriska kontakterna 51 kontakteras elektriskt med bottenväggarna 54. Med hjälp av omhöljningen 20 isoleras i synnerhet kontakterna 51 och kontakterna 34, 36 elektriskt och tätas företrädesvis gentemot fukt. Ledarnas kontakter 34, 36 kan vara utformade som krimp kontakter 34, 36, varvid krimpkontakterna via en motsvarande krimpmontering på kabeln respektive på de motsvarande ledarna 33, 35 fixeras mekaniskt och kontakteras elektriskt.

Upptagningsrummet ger dessutom ett EMC-skydd, då huset 18 och därmed även sensorn 4 och företrädesvis även en tillhandahållen utvärderingsanordning (ASIC) är avskärmade över en stor yta genom bottenväggarna 54, sidoväggarna 52 och takväggarna 53.

Sensorn kan exempelvis vara utformad som rörelsesensor, accelerationssensor eller som inertialsensor för mätning av en acceleration och en rotationshastighet, t ex för säkerhetssystem såsom ABS/ESP eller airbagsystem.

Claims (8)

Patentkrav

1. Anordning med en sensor (4) och med en elektrisk kabel (2) med elektriska ledare (10, 12), vilka är försedda med elektriskt isolerande ommantling (6), varvid sensorn (4) är upptagen i ett hus (18), varvid kabelns (2) ledare (10, 12) är frilagda på vissa ställen (50) av ommantlingen (6) och huset (18) på de frilagda ställena av ommantlingen (6) är material- eller formslutet fäst på kabelns (2) ledare (10, 12), och att en elektriskt isolerande omhöljning (20) är tillhandahållen, vilken formslutet omger huset och åtminstone täcker kabeln (2) i området av huset (18), varvid kabelns (2) ledare (10, 12) uppvisar kontakter (34, 36), varvid huset med sensorn (4) är mekaniskt fixerat och elektriskt kontakterat genom kontakterna (34, 36), kännetecknad av att kontakterna (34, 36) är utformade som elektro-mekanisk avskärmning, varigenom en EMC-avskärmning av sensorn uppnås.

2. Anordning enligt krav 1, varvid omhöljningen (20) formslutet omger kabeln (2) i området av huset (18).

3. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att huset (18) med sensorn (4) genom en lödförbindning (16), i synnerhet genom reflowlödning, är materialslutet förbundet med kabelns (2) ledare (10, 12).

4. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att omhöljningen (20) består av en termo-mekanisk duroplast.

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att omhöljningen (20) framställs från duroplast genom sprutgjutning.

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, kännetecknad av att omhöljningen (20) uppvisar öppningar för upptagning av fastsättningselement (26, 28).

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att fastsättningselementen är utformade som expandernitar (26, 28).

8. Anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad av att huset (18) med sensorn (4) och de frilagda ställena (50) hos kabeln (2) är vätsketätt omslutna av omhöljningen (20).