DE102011083174A1

DE102011083174A1 - Sensor for detecting pressure and temperature of fluid medium, has housing, sensor module for detecting pressure and temperature sensor, where housing has pressure socket projecting into fluid medium

Info

Publication number: DE102011083174A1
Application number: DE102011083174A
Authority: DE
Inventors: Aline Welter; Gerald Baetzel; Christoph Gmelin; Reinhold Herrmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: DE102011083174B4

Abstract

Es wird ein Sensor (10) zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums vorgeschlagen. Der Sensor (10) weist ein Gehäuse (12), ein Sensormodul (36) zur Erfassung des Drucks und einen Temperaturmessfühler (28) auf. Das Gehäuse (12) weist einen in das fluide Medium hineinragenden Druckstutzen (16) auf. Der Temperaturmessfühler (28) ist zumindest teilweise in dem Druckstutzen (16) aufgenommen. In dem Druckstutzen (16) ist mindestens eine Bohrung (48) zur Aufnahme mindestens einer Anschlussleitung (32) des Temperaturmessfühlers (28) vorgesehen. In dem Gehäuse (12) ist ein Stanzgitter (42) zum elektrischen Verbinden mit dem Temperaturmessfühler (28) vorgesehen. Das Stanzgitter (42) ist in einer Ebene (E) angeordnet und die Bohrung (48) erstreckt sich unter einem Schnittwinkel (α) von 25 ° bis 90 °, insbesondere von 70° bis 90°, zu der Ebene (E) des Stanzgitters (42). Die Anschlussleitung (32) durchdringt das Stanzgitter (42).A sensor (10) for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium is proposed. The sensor (10) has a housing (12), a sensor module (36) for detecting the pressure and a temperature sensor (28). The housing (12) has a projecting into the fluid medium discharge nozzle (16). The temperature sensor (28) is at least partially received in the discharge nozzle (16). In the pressure port (16) at least one bore (48) for receiving at least one connecting line (32) of the temperature sensor (28) is provided. In the housing (12) a punched grid (42) for electrical connection to the temperature sensor (28) is provided. The stamped grid (42) is arranged in a plane (E) and the bore (48) extends at an angle of intersection (α) of 25 ° to 90 °, in particular from 70 ° to 90 °, to the plane (E) of the stamped grid (42). The connecting line (32) penetrates the stamped grid (42).

Description

Stand der TechnikState of the art

In verschiedenen Bereichen der Technik, wie beispielsweise den Naturwissenschaften oder der Medizintechnik, müssen eine oder mehrere Eigenschaften fluider Medien erfasst werden. Hierbei kann es sich grundsätzlich um beliebige physikalische und/oder chemische Eigenschaften der fluiden Medien, also der Gase und/oder Flüssigkeiten, handeln, wie beispielsweise Temperatur, Druck, Strömungseigenschaften oder Ähnliches. Ein wichtiges Beispiel, auf welches die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ist die Erfassung eines Drucks des fluiden Mediums. Drucksensoren sind beispielsweise aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 134–136 bekannt. Ein weiteres Beispiel sind Temperatursensoren, wie sie beispielsweise aus Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seite 137 bekannt sind.In various fields of technology, such as the natural sciences or medical technology, one or more properties of fluid media must be recorded. This may in principle be any physical and / or chemical properties of the fluid media, ie the gases and / or liquids, such as temperature, pressure, flow characteristics or the like. However, an important example to which the present invention is not limited is the detection of a pressure of the fluid medium. Pressure sensors are off, for example Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, pages 134-136 known. Another example is temperature sensors, such as those from Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, page 137 are known.

Temperatursensoren werden häufig auch gemeinsam mit Messfühlern zur Erfassung anderer physikalischer und/oder chemischer Parameter eingesetzt. So können Temperatursensoren beispielsweise in Drucksensoren oder Luftmassensensoren eingesetzt werden. Beispielsweise sind aus der DE 197 31 420 A1 eine Vorrichtung zur Erfassung des Drucks und der Temperatur im Saugrohr einer Brennkraftmaschine sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt. Dabei sind in einem gemeinsamen Gehäuse ein Temperaturmessfühler und ein Sensormodul zum Erfassen des Drucks zusammen mit einer Auswerteschaltung angeordnet. Das Gehäuse weist zwei voneinander getrennte Räume auf, von denen einer einen dichten Druckraum bildet, in welchem der Drucksensor angeordnet ist. Der Druckraum ist als Fortsetzung eines Zuführkanals ausgebildet, der zum Zuführen der Luft aus dem Saugrohr zum dem Drucksensor in einem Druckstutzen ausgebildet ist. Temperature sensors are often used in conjunction with probes to detect other physical and / or chemical parameters. For example, temperature sensors can be used in pressure sensors or air mass sensors. For example, are from the DE 197 31 420 A1 a device for detecting the pressure and the temperature in the intake manifold of an internal combustion engine and a method for their preparation known. In this case, a temperature sensor and a sensor module for detecting the pressure are arranged together with an evaluation circuit in a common housing. The housing has two separate spaces, one of which forms a dense pressure chamber in which the pressure sensor is arranged. The pressure chamber is formed as a continuation of a feed channel, which is designed for supplying the air from the suction pipe to the pressure sensor in a discharge nozzle.

Bei den Temperaturmessfühlern kann es sich beispielsweise um so genannte NTCs handeln, also um temperaturabhängige Widerstände, deren elektrischer Widerstand mit der Temperatur variiert, insbesondere bei steigender Temperatur abnimmt. Derartige NTCs weisen in der Regel eine Glas- oder Kunststoffperle mit einem Durchmesser von 1 bis 4 mm auf, aus der zwei Beinchen herausragen, welche die elektrischen Anschlüsse darstellen. Bei der Herstellung von solchen Druck- und Temperatursensoren wird der NTC üblicherweise von der Druckraumseite des Gehäuses aus in den Druckstutzen eingefädelt, verschweißt und mit Kleber vergossen, d. h. passiviert. Der NTC, die elektrischen Anschlüsse und der Verguss liegen alle im Druckraum, sind also von Medien, die durch den Druckstutzen gelangen, beaufschlagt, müssen aber dadurch keine Dichtfunktion erfüllen. Die Dichtfunktion wird durch andere Bauteile bewirkt, wie beispielsweise Dichtungen oder Klebeverbindungen zwischen Wänden im Inneren des Gehäuses. Trotz der durch diese Sensoren bewirkten Verbesserungen besteht nach wie vor ein Optimierungspotenzial bekannter Sensoren. The temperature sensors may be, for example, so-called NTCs, ie temperature-dependent resistors whose electrical resistance varies with temperature, in particular decreases with increasing temperature. Such NTCs usually have a glass or plastic bead with a diameter of 1 to 4 mm, protrude from the two legs, which represent the electrical connections. In the production of such pressure and temperature sensors, the NTC is usually threaded from the pressure chamber side of the housing in the discharge nozzle, welded and potted with adhesive, d. H. passivated. The NTC, the electrical connections and the encapsulation are all in the pressure chamber, so they are loaded by media that pass through the discharge port, but must therefore fulfill no sealing function. The sealing function is effected by other components, such as gaskets or adhesive bonds between walls inside the housing. Despite the improvements made by these sensors, there is still potential for optimization of known sensors.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Zur Verkleinerung des gesamten Sensors und um dessen Herstellung zu vereinfachen, wird angestrebt, das Sensormodul zur Erfassung des Drucks als Dichtung des Druckraums gegenüber dem Gehäuseinnenraum, in dem sich üblicherweise die Verbindung des Sensormoduls zu einem Stecker des Sensors und Teile der Auswerteschaltung, befindet, einzusetzen. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Signale des Temperaturmessfühlers wieder in die Auswerteschaltung des Sensormoduls zur Erfassung des Drucks eingespeist werden und dort verarbeitet werden können. Insbesondere muss die Zuleitung vom Gehäuseinnenraum zum Temperaturmessfühler generell durch die Grenze von Druckraum zum Gehäuseinnenraum geführt werden, wobei hier auf Medien- und Druckdichtheit geachtet werden muss. To reduce the size of the entire sensor and to simplify its manufacture, the aim is to use the sensor module for detecting the pressure as a seal of the pressure chamber with respect to the housing interior, in which usually the connection of the sensor module to a connector of the sensor and parts of the evaluation circuit is used , It must be ensured that the signals of the temperature sensor are fed back into the evaluation circuit of the sensor module for detecting the pressure and can be processed there. In particular, the supply line from the housing interior to the temperature sensor must generally be led through the boundary of the pressure chamber to the interior of the housing, whereby care must be taken here to ensure media and pressure tightness.

Es wird dementsprechend ein Sensor zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums vorgeschlagen, welcher die Nachteile bekannter Sensoren zumindest weitgehend vermeidet. Accordingly, a sensor for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium is proposed which at least largely avoids the disadvantages of known sensors.

Der Sensor zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums weist ein Gehäuse, ein Sensormodul zur Erfassung des Drucks und einen Temperaturmessfühler auf. Das Gehäuse weist einen in das fluide Medium hineinragenden Druckstutzen auf. Der Temperaturmessfühler ist zumindest teilweise in dem Druckstutzen aufgenommen. In dem Druckstutzen ist mindestens eine Bohrung zur Aufnahme mindestens einer Anschlussleitung des Temperaturmessfühlers vorgesehen. In dem Gehäuse ist ein Stanzgitter zum elektrischen Verbinden mit dem Temperaturmessfühler vorgesehen. Das Stanzgitter ist in einer Ebene angeordnet und die Bohrung erstreckt sich unter einem Schnittwinkel von 25 ° bis 90 °, insbesondere von 70° bis 90°, zu der Ebene des Stanzgitters. Die Anschlussleitung durchdringt das Stanzgitter.The sensor for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium has a housing, a sensor module for detecting the pressure and a temperature sensor. The housing has a projecting into the fluid medium discharge nozzle. The temperature sensor is at least partially included in the discharge nozzle. In the discharge nozzle, at least one bore for receiving at least one connecting line of the temperature sensor is provided. In the housing, a punched grid is provided for electrical connection to the temperature sensor. The stamped grid is arranged in a plane and the bore extends at an angle of intersection of 25 ° to 90 °, in particular from 70 ° to 90 °, to the plane of the stamped grid. The connecting cable penetrates the stamped grid.

Der Druckstutzen kann mindestens einen Zuführkanal zum Zuführen des fluiden Mediums zu dem Sensormodul aufweisen, wobei der Zuführkanal in einen Gehäuseinnenraum des Gehäuses mündet und wobei das Sensormodul den Gehäuseinnenraum gegen den Zuführkanal abdichtet. Der Zuführkanal kann im Wesentlichen senkrecht zur der Ebene des Stanzgitters verlaufen. Der Zuführkanal kann sich beispielsweise entlang einer Längsachse erstrecken, die senkrecht zu einer Messoberfläche des Sensormoduls verläuft. Die Längsachse kann beispielsweise durch einen Mittelpunkt der Messoberfläche des Sensormoduls verlaufen. Das Stanzgitter kann eine Mündung der Bohrung zumindest teilweise umgeben. Die Anschlussleitung kann mit dem Stanzgitter durch mindestens eine leitende formschlüssige Verbindung, insbesondere mindestens eine Leitklebeverbindung, verbunden sein. Die Bohrung kann in einem Gehäuseinnenraum des Gehäuses münden und die leitende formschlüssige Verbindung kann so vorgesehen sein, dass der Gehäuseinnenraum gegen die Bohrung abgedichtet ist. Die leitende formschlüssige Verbindung kann zumindest teilweise in der Bohrung angeordnet sein. In dem Gehäuse kann eine Auflagefläche ausgebildet sein, auf der das Stanzgitter angeordnet ist. Der Zuführkanal kann einen gekrümmten Verlauf aufweisen. The discharge nozzle may have at least one supply channel for supplying the fluid medium to the sensor module, wherein the supply channel opens into a housing interior of the housing and wherein the sensor module seals the housing interior against the supply channel. The feed channel may be substantially perpendicular to the plane of the stamped grid. The feed channel can become for example, along a longitudinal axis extending perpendicular to a measuring surface of the sensor module. The longitudinal axis can run, for example, through a center of the measuring surface of the sensor module. The stamped grid can at least partially surround an opening of the bore. The connection line can be connected to the stamped grid by at least one conductive form-fitting connection, in particular at least one conductive adhesive connection. The bore may open into a housing interior of the housing and the conductive positive connection may be provided so that the housing interior is sealed against the bore. The conductive positive connection can be arranged at least partially in the bore. In the housing, a support surface may be formed, on which the stamped grid is arranged. The feed channel may have a curved course.

Unter einem Stutzen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein kurzes rohrförmiges Ansatzstück zu verstehen. Da der Stutzen in das fluide Medium hineinragt und das fluide Medium üblicherweise einen Druck oberhalb des Atmosphären- oder Normaldrucks aufweist, so dass der Stutzen eine gewisse Druckbeständigkeit aufweisen muss, wird der Stutzen im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Druckstutzen bezeichnet. Under a nozzle is to be understood in the context of the present invention, a short tubular extension piece. Since the nozzle protrudes into the fluid medium and the fluid medium usually has a pressure above the atmospheric or atmospheric pressure, so that the nozzle must have a certain pressure resistance, the nozzle is referred to in the context of the present invention as a discharge nozzle.

Unter einer Bohrung zur Aufnahme mindestens einer Anschlussleitung eines Temperaturmessfühlers ist ein runder oder unrunder Durchbruch oder Kanal zu verstehen, in dem mindestens eine Anschlussleitung eines Temperaturmessfühlers aufgenommen werden kann. Insbesondere ist unter einer Bohrung in dem Druckstutzen ein Durchbruch oder Kanal zu verstehen, durch den ein das fluide Medium enthaltender Raum oder Abschnitt in dem Druckstutzen mit einem Raum des Gehäuses, in dem sich ein Stanzgitter befindet, wie beispielsweise ein Innenraum, in Verbindung stehen kann, wobei die Bohrung nachträglich abgedichtet oder verschlossen werden kann, um ein Eindringen des fluiden Mediums in den Innenraum des Gehäuses zu verhindern. Die Bohrung kann sowohl mit der Hand mit einer Handbohrmaschine als auch auf einer Reihe Werkzeugmaschinen wie Bohrmaschine, Drehmaschine, Fräsmaschine erzeugt werden. In Fällen, in denen das Gehäuse gegossen wird, ist es jedoch ebenso möglich, die Bohrung durch Einbringen eines Platzhalters oder dergleichen in die Gussform herzustellen, wobei die einströmende Gussmasse den Platzhalter umschließt und dieser nachträglich entfernt wird, um so die Bohrung freizugeben.Under a bore for receiving at least one connecting cable of a temperature sensor is a round or non-circular opening or channel to understand in which at least one connecting cable of a temperature sensor can be recorded. In particular, a bore in the discharge nozzle is to be understood as an aperture or channel through which a space or portion containing the fluid medium in the discharge nozzle can communicate with a space of the housing in which a stamped grid is located, such as an interior space wherein the bore can be subsequently sealed or closed in order to prevent penetration of the fluid medium into the interior of the housing. The hole can be made both by hand with a hand drill and on a number of machine tools such as drill, lathe, milling machine. However, in cases where the housing is cast, it is also possible to make the bore by inserting a spacer or the like in the mold, wherein the inflowing casting material surrounds the spacer and this is subsequently removed, so as to release the bore.

Unter einem Stanzgitter, das auch unter der Bezeichnung lead frame bekannt ist, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ein metallisches Stanz- oder Ätzformteil zu verstehen, auf dem Chips, wie beispielsweise Halbleiterchips (Dies), durch beispielsweise Die-Bonden befestigt und durch Draht-Bonden kontaktiert werden können. Nach dem Bonden wird das Stanzgitter üblicherweise noch mit einem Duroplast umspritzt und die Anschlussbeinchen freigestanzt und abgewinkelt. Das Stanzgitter kann beispielsweise ein gestanztes Kupferblech sein. Es ist aber auch möglich, derartige Gitter durch Laserschneiden oder dergleichen herzustellen. Auch solche Gitter sind Stanzgitter im Sinne der vorliegenden Erfindung. Da derartige Stanzgitter üblicherweise ein flächenhafte Erstreckung mit nur geringen lokalen Erhebungen aufweisen, kann ein derartiges Stanzgitter eine Ebene im Rahmen der vorliegenden Erfindung definieren, wobei die einzelnen lokalen Erhebungen für die Festlegung der Ebene zu vernachlässigen sind.In the context of the present invention, a stamped grid, which is also known by the name lead frame, is to be understood as meaning a metallic stamped or etched part on which chips, such as semiconductor chips (Dies), are attached by, for example, die bonding and by wire -Bonden can be contacted. After bonding, the stamped grid is usually encapsulated with a thermoset and the connecting pins are punched and angled. The stamped grid may for example be a stamped copper sheet. But it is also possible to produce such grids by laser cutting or the like. Such grids are also punched grids in the sense of the present invention. Since such punched grids usually have a planar extent with only small local elevations, such a punched grid can define a plane in the context of the present invention, wherein the individual local elevations for the determination of the plane are negligible.

Unter einem Schnittwinkel ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Winkel zwischen der Aufnahme und der Ebene des Stanzgitters zu verstehen, wobei zur Festlegung des Winkels beispielsweise eine Mittellinie der Aufnahme dienen kann. Bei einem Schnitt einer derartigen Linie oder Geraden mit einer Ebene wird der Scheitel des Winkels durch den Durchstoßpunkt in der Ebene eindeutig festgelegt. Der zweite Schenkel liegt in der Ebene durch den Durchstoßpunkt, die durch den Richtungsvektor der Geraden oder der Mittellinie und einen Normalenvektor der Ebene aufgespannt wird. Somit stehen zwei Winkel zwischen diesen Schenkeln zur Wahl. Bis auf den orthogonalen Fall wählt man für die Angabe des Schnittwinkels stets den kleineren.In the context of the present invention, an angle of intersection is to be understood as meaning the angle between the receptacle and the plane of the stamped grid, wherein a center line of the receptacle can serve for fixing the angle, for example. When intersecting such a line or straight line with a plane, the vertex of the angle is uniquely determined by the puncture point in the plane. The second leg lies in the plane through the piercing point, which is spanned by the direction vector of the straight line or the center line and a normal vector of the plane. Thus, there are two angles between these legs to choose from. Except for the orthogonal case, one always chooses the smaller one for the indication of the cutting angle.

Unter einem im Wesentlichen senkrechten Verlauf ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verlauf mit einer Winkelabweichung von maximal 20 °, insbesondere maximal 10 ° und bevorzugt maximal 5 °, von einem Winkel von 90 ° zu verstehen.In the context of the present invention, a substantially vertical course is understood to mean a course with an angle deviation of not more than 20 °, in particular not more than 10 ° and preferably not more than 5 °, from an angle of 90 °.

Unter einem gekrümmten Verlauf eines Bauteils ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Richtungsänderung pro durchlaufene Länge eines genügend kurzen Stücks des Bauteils zu verstehen. Für die Festlegung der Krümmung kann dabei beispielsweise eine Mittellinie oder, bei rotationssymmetrischer Ausbildung, die Mittelachse als Bezugslinie verwendet werden. Die Krümmung einer Geraden ist beispielsweise überall gleich null, weil sich ihre Richtung nicht ändert. Ein Kreis mit dem Radius r hat überall gleiche Krümmung, nämlich 1/r, denn seine Richtung ändert sich überall gleich stark. Bei allen anderen Kurven bzw. Linien wechselt die Krümmung von Punkt zu Punkt der Linie. Die Krümmung einer Linie in einem Punkt P gibt also an, wie stark die Linie in der unmittelbaren Umgebung des Punktes P von einer Geraden abweicht. Der Verlauf des Bauteils kann dabei auch mehrere Krümmungen in unterschiedlichen Richtungen aufweisen. Beispielsweise kann das Bauteil einen Verlauf in der Form eines "S" aufweisen. In the context of the present invention, a curved course of a component is to be understood as meaning the change in direction per continuous length of a sufficiently short length of the component. For the determination of the curvature can be used for example as a center line or, in rotationally symmetrical training, the central axis as a reference line. For example, the curvature of a straight line is zero everywhere because its direction does not change. A circle of radius r has the same curvature everywhere, namely 1 / r, because its direction changes everywhere equally. For all other curves or lines, the curvature changes from point to point of the line. The curvature of a line in a point P thus indicates how much the line in the immediate vicinity of the point P deviates from a straight line. The course of the component can also have multiple curvatures in different directions. For example, the component may have a course in the form of an "S".

Unter einer formschlüssigen Verbindung ist Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Verbindung zweier Werkstücke zu verstehen, bei der eine Relativbewegung zwischen den zwei Werkstücken durch die Form der Werkstücke selbst oder durch ein Hilfsmittel verhindert wird. Dabei kann eine Kraft durch die Form der an der Verbindung beteiligten Werkstücke und gegebenenfalls Hilfsmittel übertragen werden. Beispiele für eine lösbare formschlüssige Verbindung sind die Schwalbenschwanzverbindung, die Zahnkupplung, die Nut-Feder-Verbindung, die Passfeder und der Verbindungsbeschlag. Beispiele für das Herstellen einer nicht lösbaren formschlüssigen Verbindung sind das Durchsetzfügen, Verlöten, Verschweißen und das Verkleben.Under a positive connection frame of the present invention is to be understood a connection of two workpieces, in which a relative movement between the two workpieces is prevented by the shape of the workpieces themselves or by a tool. In this case, a force can be transmitted by the shape of the workpieces involved in the connection and optionally aids. Examples of a releasable positive connection are the dovetail joint, the toothed coupling, the tongue and groove joint, the feather key and the connecting fitting. Examples of making a non-releasable positive connection are the clinching, soldering, welding and bonding.

Unter einer Leitklebeverbindung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine elektrisch leitfähige Verbindung mittels eines Klebers, insbesondere mittels eines Epoxy-Leitklebers, zu verstehen. In the context of the present invention, a conductive adhesive connection is to be understood as meaning an electrically conductive connection by means of an adhesive, in particular by means of an epoxy conductive adhesive.

Unter einem Sensormodul ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein vormontiertes und abgeglichenes Modul mit einem Sensorelement und weiteren Bauteilen zu verstehen. Die weiteren Bauteile können beispielsweise Bauteile zur Signalverarbeitung, ein Gel als Schutz gegenüber dem fluiden Medium und Berührung, Bauteilen der Aufbau- und Verbindungstechnik, insbesondere Bond-Drähte, Kleber und dergleichen, ein Kunststoff-Moldkörper mit Stanzgitter und Kondensatoren sein. Bei den Bauteilen zur Signalverarbeitung kann es sich beispielsweise um eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (application-specific integrated circuit, ASIC) handeln, die auch als Custom-Chip bekannt ist. Eine derartige Schaltung ist eine elektronische Schaltung, die als integrierter Schaltkreis realisiert wird. Die Funktion dieser Schaltung ist damit nicht mehr manipulierbar. Das Sensorelement und die Bauteile zur Signalverarbeitung können sich auf zwei getrennten Chips oder auf einem gemeinsamen Chip befinden.In the context of the present invention, a sensor module is to be understood as meaning a preassembled and balanced module having a sensor element and further components. The other components can be, for example, components for signal processing, a gel as protection against the fluid medium and contact, components of the assembly and connection technology, in particular bond wires, adhesives and the like, a plastic molded body with stamped grid and capacitors. The components for signal processing may be, for example, an application-specific integrated circuit (ASIC), which is also known as a custom chip. Such a circuit is an electronic circuit which is realized as an integrated circuit. The function of this circuit is thus no longer manipulatable. The sensor element and the signal processing components may be located on two separate chips or on a common chip.

Unter einem Sensorelement zur Erfassung eines Drucks ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Element zu verstehen, welches die eigentlichen Messsignale bezüglich des Drucks und/oder der Messwerte liefert, die zur Erfassung des Drucks des fluiden Mediums genutzt werden. Beispielsweise kann das Sensorelement eine als Messbrücke ausgebildete Sensormembran mit einem oder mehreren piezoresistiven Elementen und/oder anderen Arten von sensitiven Elementen umfassen, wie dies bei Drucksensoren üblich ist. Für weitere mögliche Ausgestaltungen von derartigen Drucksensoren kann auf den oben beschriebenen Stand der Technik, insbesondere auf Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seiten 134–136 verwiesen werden. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich. In the context of the present invention, a sensor element for detecting a pressure is understood to mean an element which supplies the actual measurement signals with regard to the pressure and / or the measured values which are used to detect the pressure of the fluid medium. By way of example, the sensor element may comprise a sensor membrane designed as a measuring bridge with one or more piezoresistive elements and / or other types of sensitive elements, as is customary in pressure sensors. For further possible embodiments of such pressure sensors can on the above-described prior art, in particular Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, pages 134-136 to get expelled. However, other embodiments are possible in principle.

Unter einer Messoberfläche eines Sensormoduls zur Erfassung eines Drucks ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung diejenige Seite oder Fläche des Sensormoduls zu verstehen, die dem fluiden Medium ausgesetzt ist.In the context of the present invention, a measuring surface of a sensor module for detecting a pressure is to be understood as that side or surface of the sensor module which is exposed to the fluid medium.

Unter einem Temperaturmessfühler ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede Art von bekannten Temperatursensoren zu verstehen, insbesondere sogenannte NTCs, d. h. temperaturabhängige elektrische Widerstände mit einem negativen Temperaturkoeffizienten, deren elektrischer Widerstand mit der Temperatur variiert, insbesondere bei steigender Temperatur abnimmt. Denkbar sind jedoch auch PTCs, d. h. elektrische Widerstände mit positiven Temperaturkoeffizienten, deren Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt. Für weitere mögliche Ausgestaltungen von derartigen Drucksensoren kann auf den oben beschriebenen Stand der Technik, insbesondere auf Konrad Reif (Hrsg.): Sensoren im Kraftfahrzeug, 1. Auflage 2010, Seite 137 verwiesen werden. Auch andere Ausgestaltungen sind jedoch grundsätzlich möglich.In the context of the present invention, a temperature sensor means any type of known temperature sensor, in particular so-called NTCs, ie temperature-dependent electrical resistors having a negative temperature coefficient whose electrical resistance varies with temperature, in particular decreases with increasing temperature. Conceivable, however, are PTCs, ie electrical resistors with positive temperature coefficients whose resistance increases with increasing temperature. For further possible embodiments of such pressure sensors can on the above-described prior art, in particular Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, page 137 to get expelled. However, other embodiments are possible in principle.

Unter einem Gehäuseinnenraum ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere derjenige Raum in einem Gehäuse eines Sensors zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur zu verstehen, in dem sich die Elektronik, wie beispielsweise die Auswerteschaltung und deren elektrische Anschlüsse, befindet, so dass dieser auch als Elektronikraum bezeichnet werden kann. In diesem Gehäuseinnenraum herrscht in der Regel Umgebungsdruck, da dieser gegenüber dem zu messenden fluiden Medium medien- und druckdicht ausgebildet ist.In the context of the present invention, a housing interior is to be understood as meaning, in particular, that space in a housing of a sensor for detecting a pressure and a temperature in which the electronics, such as the evaluation circuit and its electrical connections, are located, so that this also acts as an electronics compartment can be designated. As a rule, ambient pressure prevails in this interior of the housing, since it is designed to be media-tight and pressure-tight with respect to the fluid medium to be measured.

Unter einer Passivierung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung gemäß der Definition der Oberflächentechnik die spontane Entstehung oder gezielte Erzeugung einer nichtmetallischen Schutzschicht auf einem metallischen Werkstoff zu verstehen, welche die Korrosion des Grundwerkstoffes verhindert oder stark verlangsamt.Passivation in the context of the present invention according to the definition of surface technology means the spontaneous formation or targeted production of a non-metallic protective layer on a metallic material, which prevents or greatly slows down the corrosion of the base material.

Durch den erfindungsgemäßen Sensor ist ein einfacher Fertigungsprozess möglich, der keine zusätzliche Passivierung erfordert. Ferner wird durch die Leitklebeverbindung eine hohe Medienresistenz geschaffen, insbesondere durch Verwendung von beispielsweise einem Epoxy-Leitkleber. Ein Epoxy-Leitkleber verfügt sowohl über eine sehr hohe Festigkeit als auch über eine hohe Medienresistenz, beispielsweise gegenüber Säuren und dergleichen aus einer Abgasrückführung oder dergleichen, und gewährleistet die erforderliche Dichtheit in dem Kontaktbereich, d. h. in dem Bereich, in dem die Anschlussleitungen des Temperaturmessfühlers mit dem Stanzgitter elektrisch kontaktiert werden. Ferner ist eine einfache Prozesskontrolle durch Inspektion der durch das Stanzgitter herausragenden Enden der Anschlussleitungen des Temperaturfühlers möglich. By the sensor according to the invention a simple manufacturing process is possible, which requires no additional passivation. Furthermore, a high resistance to media is created by the conductive adhesive connection, in particular by using, for example, an epoxy conductive adhesive. An epoxy conductive adhesive has both a very high strength and a high resistance to media, for example to acids and the like from an exhaust gas recirculation or the like, and ensures the required tightness in the contact area, ie in the area in which the Connecting cables of the temperature sensor are contacted with the punched grid electrically. Furthermore, a simple process control by inspection of protruding through the punched grid ends of the connecting leads of the temperature sensor is possible.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere optionale Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Further optional details and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments, which are shown schematically in the figures.

Es zeigen:Show it:

1 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Sensors zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur nach einer ersten Ausführungsform, 1 a top view of a section of a sensor according to the invention for detecting a pressure and a temperature according to a first embodiment,

2 eine Schnittansicht der ersten Ausführungsform gemäß der Linie A-A der 2, 2 a sectional view of the first embodiment along the line AA of 2 .

3 einen vergrößerten Ausschnitt aus der 2, der den Temperaturmessfühler und dessen elektrische Kontaktierung zeigt, und 3 an enlarged section of the 2 showing the temperature sensor and its electrical contact, and

4 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums. 4 A second embodiment of a sensor according to the invention for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 10 zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums ist in den 1 bis 3 gezeigt. Da die Erfindung insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik anwendbar ist, kann der erfindungsgemäße Sensor 10 beispielsweise an einem Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine angebracht sein, so dass es sich bei dem fluiden Medium um eine der Brennkraftmaschine zugeführte Ansaugluft handeln kann. Anderer Anwendungen, bei denen der Druck und die Temperatur eines fluiden Mediums bestimmt werden muss, sind jedoch ebenfalls möglich. A first embodiment of a sensor according to the invention 10 for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium is in the 1 to 3 shown. Since the invention is particularly applicable in the field of automotive technology, the sensor according to the invention 10 For example, be attached to an intake manifold of an internal combustion engine, so that it may be in the fluid medium to one of the internal combustion engine supplied intake air. However, other applications where the pressure and temperature of a fluid medium must be determined are also possible.

Der Sensor 10 umfasst ein Gehäuse 12, das von einem Deckelteil 14 verschlossen sein kann. Das Gehäuse 12 weist einen Druckstutzen 16 auf. Der Druckstutzen 16 ragt in das strömende fluide Medium hinein und wird von diesem umströmt. Der Druckstutzen 16 weist ein unteres Ende 18 und ein oberes Ende 20 auf. An seinem unteren Ende 18, das sich näher an dem Gehäuse 12 als sein oberes Ende 20 befindet, weist der Druckstutzen 16 eine Nut 22 für einen Dichtring, wie beispielsweise einen O-Ring, auf, mittels dessen das übrige Gehäuse 12 abgedichtet werden kann. Die Nut 22 ist allerdings nur in 4 in Verbindung mit der später beschriebenen zweiten Ausführungsform zu sehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Nut 22 in 2 nicht gezeigt. An dem oberen Ende 20 weist der Druckstutzen 16 Öffnungen 24 auf, durch welche das strömende fluide Medium in das Innere des Druckstutzens 16 einströmen kann. Im Inneren des Druckstutzens 16 sind Abstützungen 26 vorgesehen, welche einen dort aufgenommenen Temperaturmessfühler 28 abstützen und stabilisieren. The sensor 10 includes a housing 12 that of a lid part 14 can be closed. The housing 12 has a discharge nozzle 16 on. The discharge nozzle 16 protrudes into the flowing fluid medium and is flowed around by this. The discharge nozzle 16 has a lower end 18 and an upper end 20 on. At its lower end 18 that is closer to the case 12 as its upper end 20 located, the pressure port points 16 a groove 22 for a sealing ring, such as an O-ring, by means of which the rest of the housing 12 can be sealed. The groove 22 is only in 4 to be seen in conjunction with the second embodiment described later. For the sake of clarity, the groove 22 in 2 Not shown. At the top 20 has the discharge nozzle 16 openings 24 through which the flowing fluid medium into the interior of the pressure port 16 can flow in. Inside the pressure nozzle 16 are supports 26 provided, which is a recorded there temperature sensor 28 support and stabilize.

Der Temperaturmessfühler 28 kann beispielsweise in Form eines NTC-Widerstands ausgebildet sein. Der Temperaturmessfühler 28 weist einen Messkopf 30 in Form einer Glas- oder Kunststoffperle mit zwei elektrischen Anschlussleitungen 32 in Form von biegbaren Beinchen auf. Der Messkopf 30 weist beispielsweise einen Durchmesser von 1 mm bis 4 mm auf. The temperature sensor 28 may be formed for example in the form of an NTC resistor. The temperature sensor 28 has a measuring head 30 in the form of a glass or plastic bead with two electrical leads 32 in the form of bendable legs. The measuring head 30 has, for example, a diameter of 1 mm to 4 mm.

Zur Verdeutlichung der Unterschiede des erfindungsgemäßen Sensors zu herkömmlichen Sensoren, wird kurz auf einige Details der herkömmlichen Sensoren eingegangen. Bei herkömmlichen Sensoren, wie sie beispielsweise aus dem oben genannten Stand der Technik bekannt sind, ist in dem Gehäuse beispielsweise ein Träger vorgesehen, auf dem ein Sensormodul zur Erfassung des Drucks angeordnet ist. Das Sensormodul zur Erfassung des Drucks befindet sich üblicherweise vollständig in einem als Druckraum ausgebildeten Abschnitt des Gehäuses. Das Sensormodul kann über Bonddrähte, die auf dem Träger angeordnet sind, mit Flachsteckerkontakten verbunden sein, die von dem Gehäuse nach außen geführt sind. Der Temperaturmessfühler ist über die Anschlussleitungen mittels einer an sich bekannten Schneidklemmverbindung mit den Flachsteckerkontakten elektrisch leitend verbunden. To clarify the differences of the sensor according to the invention to conventional sensors, briefly discusses some details of the conventional sensors. In conventional sensors, as are known for example from the above-mentioned prior art, in the housing, for example, a support is provided, on which a sensor module for detecting the pressure is arranged. The sensor module for detecting the pressure is usually located completely in a section of the housing designed as a pressure chamber. The sensor module may be connected via bonding wires, which are arranged on the carrier, with flat plug contacts, which are guided from the housing to the outside. The temperature sensor is electrically connected via the connecting lines by means of a known insulation displacement connection with the blade contacts.

Bei der Herstellung eines derartigen herkömmlichen Sensors wird der Temperaturmessfühler von oben, d. h. von dem Druckraum aus in Richtung zu dem Druckstutzen, in den Druckstutzen eingefädelt, verschweißt oder verlötet und mit Kleber vergossen, d. h. passiviert. Die Herstellung eines derartigen Sensors ist somit in vergleichsweise aufwändiger Weise herzustellen. So müssen beispielsweise die elektrischen Verbindungen zwischen den Anschlussleitungen des Temperaturmessfühlers mit dem Träger im fertig montierten Zustand durch beispielsweise eine Lötverbindung hergestellt werden und dann mit einem Kleber zum Abdichten vergossen werden. Nähere Details zu der Herstellung sind beispielsweise dem oben genannten Stand der Technik zu entnehmen. Demnach befinden sich der Temperaturmessfühler, die Anschlussleitungen und deren elektrische Verbindung mit den Flachsteckerkontakten alle im Druckraum des Gehäuses und sind somit von Medien, die durch den Druckstutzen gelangen, beaufschlagt. Dabei müssen der Temperaturmessfühler, die elektrischen Kontaktierungen und der Verguss keine Dichtfunktion erfüllen. In the production of such a conventional sensor, the temperature sensor is threaded from above, ie from the pressure chamber in the direction of the discharge nozzle, in the discharge nozzle, welded or soldered and encapsulated with adhesive, ie passivated. The production of such a sensor is thus to produce in a relatively complex manner. For example, the electrical connections between the leads of the temperature sensor to the carrier in the assembled state must be prepared by, for example, a solder joint and then shed with an adhesive for sealing. Further details of the production can be found, for example, the above-mentioned prior art. Accordingly, the temperature sensor, the connection cables and their electrical connection with the flat plug contacts are all located in the pressure chamber of the housing and are thus exposed to media that pass through the discharge nozzle. It must be the Temperature sensor, the electrical contacts and the casting do not fulfill a sealing function.

Die 1 zeigt die erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 10 zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums, insbesondere eines strömenden fluiden Mediums, in einer Draufsicht auf einen Ausschnitt aus dem Gehäuse 12, die einen Gehäuseinnenraum 34 mit der Elektronik zeigt. Nachstehend werden insbesondere die Unterschiede zu dem oben beschriebenen herkömmlichen Sensor anhand der 1 bis 3 beschrieben. The 1 shows the first embodiment of a sensor according to the invention 10 for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium, in particular a flowing fluid medium, in a plan view of a section of the housing 12 that have a housing interior 34 with the electronics shows. Hereinafter, in particular, the differences from the conventional sensor described above will be explained with reference to FIGS 1 to 3 described.

Der Sensor 10 weist ein Sensormodul 36 zur Erfassung eines Drucks auf, der beispielsweise einen Glassockel sowie einen auf diesem angeordneten Siliziumchip als Sensorelement aufweisen kann, auf dessen Oberfläche beispielsweise eine Auswerteschaltung vorgesehen ist, die beispielsweise in Form einer Wheatstone-Brücke aus piezoresistiven Widerstandselementen aufgebaut sein kann. Die für die Druckerfassung notwendige Membran kann durch Ätzen der Siliziumchiprückseite hergestellt sein. Die Verbindung des Siliziumchips mit dem Glassockel wird beispielsweise unter Vakuum hergestellt, so dass sich anschließend in der freigeätzten Kaverne ein Vakuum befindet. Das Sensormodul 36 ist wiederum mit den Flachsteckerkontakten 40 über Bonddrähte 38 verbunden, auch wenn diese aus Gründen der Übersichtlichkeit in der 1 nicht gezeigt sind, sondern nur in 4 in Verbindung mit der später beschriebenen zweiten Ausführungsform. The sensor 10 has a sensor module 36 for detecting a pressure, which may comprise, for example, a glass base and a silicon chip arranged thereon as a sensor element, on whose surface, for example, an evaluation circuit is provided, which may be constructed, for example, in the form of a Wheatstone bridge of piezoresistive resistance elements. The membrane necessary for the pressure detection can be produced by etching the silicon chip backside. The connection of the silicon chip to the glass base is produced, for example, under vacuum, so that subsequently there is a vacuum in the etched-out cavern. The sensor module 36 is in turn with the tab connectors 40 over bonding wires 38 connected, even if these for the sake of clarity in the 1 not shown, but only in 4 in conjunction with the second embodiment described later.

Ferner ist gemäß der Darstellung der 1 neben dem Sensormodul 36 ein Stanzgitter 42 angeordnet, das schematisch angedeutet und aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht vollständig eingezeichnet ist, aber mit dem Sensormodul 36 elektrisch verbunden ist, wie beispielsweise über Bonddrähte. Das Stanzgitter 42 weist zwei Öffnungen 44 auf, durch die Anschlussleitungen 32 eines Temperaturmessfühlers 28, wie er in 2 gezeigt ist, hindurchgeführt werden können, wie nachstehend ausführlicher erläutert wird. Furthermore, according to the illustration of the 1 next to the sensor module 36 a punched grid 42 arranged schematically indicated and not completely drawn for reasons of clarity, but with the sensor module 36 is electrically connected, such as via bonding wires. The punched grid 42 has two openings 44 on, through the connecting cables 32 a temperature sensor 28 as he is in 2 can be passed through, as will be explained in more detail below.

2 zeigt eine Ansicht gemäß einem Schnitt entlang der Linie A-A, der 1. Wie dieser Darstellung zu entnehmen ist, weist der Druckstutzen 16 einen gekrümmten Zuführkanal 46 auf, der eingerichtet ist, das fluide Medium zu dem Sensormodul 36 zuzuführen. Der Zuführkanal 46 erstreckt sich von dem oberen Ende 20 bis zu dem unteren Ende 18 des Druckstutzens 16 und mündet in dem Gehäuseinnenraum 34. Das Sensormodul 36 dichtet den Gehäuseinnenraum 34 gegen den Zuführkanal 46 ab. Daher ist die im Gehäuseinnenraum 34 vorgesehene Elektronik, wie beispielsweise die Auswerteschaltung, gegenüber dem fluiden Medium in dem Zuführkanal 46 durch das Sensormodul 36 geschützt. 2 shows a view along a section along the line AA, the 1 , As can be seen from this illustration, the discharge nozzle 16 a curved feed channel 46 configured, the fluid medium to the sensor module 36 supply. The feed channel 46 extends from the top 20 to the lower end 18 of the pressure nozzle 16 and flows into the housing interior 34 , The sensor module 36 seals the housing interior 34 against the feed channel 46 from. Therefore, the inside of the housing 34 provided electronics, such as the evaluation circuit, relative to the fluid medium in the feed channel 46 through the sensor module 36 protected.

Ferner weist der Druckstutzen 16 eine Bohrung 48 auf, die in dem Druckstutzen 16 von dem Zuführkanal 46 getrennt ausgebildet ist und mindestens eine Anschlussleitung 32 eines Temperaturmessfühlers 28 aufnimmt. Bei der gezeigten Ausführungsform sind alle Anschlussleitungen 32 in der Bohrung 48 aufgenommen. Der Temperaturmessfühler 28 ist dabei zumindest teilweise in dem Druckstutzen 16 aufgenommen. Der Messkopf 30 des Temperaturmessfühlers 28 befindet sich dabei nicht in der Bohrung 48, sondern ragt aus dieser heraus, damit dieser besser von dem fluiden Medium umströmt werden kann. Diese Anordnung ist jedoch nicht zwingend, verbessert aber den Wärmeübergang von dem fluiden Medium auf den Messkopf 30. Der Messkopf 30 kann in der Bohrung 48 aufgenommen sein. Sofern beispielsweise die Temperatur eines ruhenden fluiden Mediums, also eines nicht strömenden Mediums, erfasst werden soll, kann diese Art der Anordnung vorgesehen werden. Bei der obigen Anordnung, bei der der Messkopf 30 nicht in der Bohrung 48 angeordnet ist, ist es für den Durchmesser der Bohrung 48 ausreichend, dass dieser eine Aufnahme bzw. ein Durchführen mindestens einer Anschlussleitung 32 erlaubt. Furthermore, the discharge nozzle 16 a hole 48 on that in the discharge nozzle 16 from the feed channel 46 is formed separately and at least one connecting cable 32 a temperature sensor 28 receives. In the embodiment shown, all connection lines 32 in the hole 48 added. The temperature sensor 28 is at least partially in the discharge nozzle 16 added. The measuring head 30 of the temperature sensor 28 is not in the hole 48 but protrudes out of this, so that it can be better flowed around by the fluid medium. However, this arrangement is not mandatory, but improves the heat transfer from the fluid to the measuring head 30 , The measuring head 30 can in the hole 48 be included. If, for example, the temperature of a stationary fluid medium, that is, a non-flowing medium to be detected, this type of arrangement can be provided. In the above arrangement, wherein the measuring head 30 not in the hole 48 is arranged, it is for the diameter of the hole 48 sufficient that this one recording or performing at least one connecting line 32 allowed.

In dem Gehäuse 12 ist eine Auflagefläche 50 gebildet, in der die Bohrung 48 in dem Gehäuseinnenraum 34 mündet. Auf der Auflagefläche 50 ist das Stanzgitter 42 in einer Ebene E die Mündung der Bohrung 48 zumindest teilweise umgebend angeordnet. Die Ebene E des Stanzgitters 42 verläuft beispielsweise parallel zu einer Messoberfläche 52 des Sensormoduls 36. Die Bohrung 48 bzw. deren Mittellinie verläuft bei der ersten Ausführungsform im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene E des Stanzgitters 42 auf der Auflagefläche 50, d. h. der Schnittwinkel α zwischen der Bohrung 48 bzw. ihrer Mittellinie und der Ebene E des Stanzgitters 42 auf der Auflagefläche 50 ist bei der ersten Ausführungsform im Wesentlichen 90 °. In the case 12 is a support surface 50 formed, in which the bore 48 in the housing interior 34 empties. On the support surface 50 is the punched grid 42 in a plane E the mouth of the hole 48 arranged at least partially surrounding. The plane E of the stamped grid 42 runs, for example, parallel to a measuring surface 52 of the sensor module 36 , The hole 48 or whose center line extends in the first embodiment substantially perpendicular to the plane E of the stamped grid 42 on the support surface 50 , ie the intersection angle α between the hole 48 or its center line and the plane E of the stamped grid 42 on the support surface 50 is substantially 90 ° in the first embodiment.

3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Bohrung 48 und der Durchführung der Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 durch das Stanzgitter 42. Wie der Darstellung der 3 zu entnehmen ist, durchdringen die Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 die Öffnungen 44 des Stanzgitters 42 vollständig, so dass die Anschlussleitungen 32 von dem Stanzgitter 42 in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum 34 vorstehen. Die Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 sind mit dem Stanzgitter 42 nicht durch Schneidklemmverbindungen wie bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Sensor verbunden bzw. angebunden, sondern durch mindestens eine elektrisch leitende formschlüssige Verbindung. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die elektrisch leitende formschlüssige Verbindung durch Leitklebeverbindungen 54 realisiert. Die Leitklebeverbindungen 54 werden beispielsweise in Form eines Epoxy-Leitklebers derart aufgebracht, dass sie zumindest teilweise in die Bohrung 48 eindringen oder in dieser angeordnet sind und das Stanzgitter 42 im Bereich der Öffnungen 44 auf der dem Gehäuseinnenraum 34 zugewandten Seite vollständig bedecken. Dabei kann der Epoxy-Leitkleber beispielsweise auf die dem Gehäuseinnenraum 34 zugewandten Seite des Stanzgitters 42 tropfenförmig oder kalottenförmig aufgebracht werden, so dass er beispielsweise einen konvexen Querschnitt gemäß der Darstellung der 3 aufweist. Insbesondere sind die Leitklebeverbindungen 54 derart in der Bohrung 48 angeordnet, dass sie sich auf der der Bohrung 48 zugewandten Seite des Stanzgitters 42 über die gesamte Querschnittsfläche der Bohrung 48, d.h. über eine Fläche der Bohrung 48 senkrecht zu der Mittellinie der Bohrung 48, erstrecken. Dabei können die Leitklebeverbindungen 54 die Form eines Pfropfens in der Bohrung 48 einnehmen. Folglich ist das Stanzgitter 42 auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten in dem Mündungsbereich der Bohrung 48 von den Leitklebeverbindungen 54 bedeckt. Mit anderen Worten sind die Leitklebeverbindungen 54 so vorgesehen, dass der Gehäuseinnenraum 34 gegen die Bohrung 48 abgedichtet ist. Daher ist die im Gehäuseinnenraum 34 vorgesehene Elektronik, wie beispielsweise die Auswerteschaltung, gegenüber dem fluiden Medium in dem Mündungsbereich der Bohrung 48 durch die Leitklebeverbindungen 54 an dem Stanzgitter 42 geschützt. 3 shows an enlarged section of the hole 48 and the implementation of the connecting cables 32 of the temperature sensor 28 through the punched grid 42 , As the representation of 3 can be seen, penetrate the connecting cables 32 of the temperature sensor 28 the openings 44 of the stamped grid 42 completely, leaving the connecting cables 32 from the punched grid 42 towards the housing interior 34 protrude. The connecting cables 32 of the temperature sensor 28 are with the punched grid 42 not connected by insulation displacement connections as in the conventional sensor described above, but by at least one electrically conductive positive connection. In the embodiment shown, the electrically conductive positive connection by Leitklebeverbindungen 54 realized. The conductive adhesive joints 54 are for example in the form of an epoxy Conductive adhesive applied such that it at least partially into the bore 48 penetrate or are arranged in this and the punched grid 42 in the area of the openings 44 on the housing interior 34 Cover completely facing side. In this case, the epoxy conductive adhesive, for example, on the housing interior 34 facing side of the stamped grid 42 be applied drop-shaped or dome-shaped, so that he, for example, a convex cross-section as shown in the 3 having. In particular, the conductive adhesive joints 54 like that in the hole 48 arranged that they are on the bore 48 facing side of the stamped grid 42 over the entire cross-sectional area of the bore 48 ie over an area of the hole 48 perpendicular to the centerline of the bore 48 , extend. In this case, the Leitklebeverbindungen 54 the shape of a plug in the hole 48 taking. Consequently, the punched grid 42 on two opposite sides in the mouth region of the bore 48 from the conductive adhesive joints 54 covered. In other words, the conductive adhesive joints 54 so provided that the housing interior 34 against the hole 48 is sealed. Therefore, the inside of the housing 34 provided electronics, such as the evaluation circuit, against the fluid medium in the mouth region of the bore 48 through the conductive adhesive joints 54 at the punched grid 42 protected.

Wie die 2 zeigt, kann als weiterer Schutz für den Temperaturmessfühler 28 und insbesondere für den Messkopf 30 ein Schutzbügel 56 am oberen Ende 20 des Druckstutzens 16 angebracht sein. In der Bohrung 48 unterhalb des Kontaktbereichs, d.h. desjenigen Bereichs, in dem die Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 mit dem Stanzgitter 42 elektrisch kontaktiert werden, herrscht Messdruck, der beispielsweise 6 bar betragen kann, und oberhalb davon, d.h. in dem Gehäuseinnenraum 34, herrscht Umgebungsdruck. Ein Epoxy-Leitkleber für die Leitklebeverbindung 54 verfügt sowohl über eine sehr hohe Festigkeit als auch über eine hohe Medienresistenz, beispielsweise gegenüber Säuren und dergleichen aus einer Abgasrückführung oder dergleichen, und gewährleistet die erforderliche Dichtheit in dem Kontaktbereich. Es sei jedoch erwähnt, dass anstelle der Leitklebeverbindungen 54 auch andere elektrisch leitende formschlüssige Verbindungen vorgesehen werden können, wie beispielsweise durch Löten. Ferner ist eine einfache Prozesskontrolle durch Inspektion der durch das Stanzgitter 42 herausragenden Enden der Anschlussleitungen 32 des Temperaturfühlers 28 möglich.As the 2 shows, can provide further protection for the temperature sensor 28 and in particular for the measuring head 30 a safety bar 56 at the upper end 20 of the pressure nozzle 16 to be appropriate. In the hole 48 below the contact area, ie the area in which the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 with the punched grid 42 are electrically contacted, there is measurement pressure, which may be, for example, 6 bar, and above it, ie in the housing interior 34 , ambient pressure prevails. An epoxy conductive adhesive for the Leitklebe connection 54 has both a very high strength and a high media resistance, for example to acids and the like from an exhaust gas recirculation or the like, and ensures the required tightness in the contact area. It should be noted, however, that instead of conductive adhesive joints 54 Other electrically conductive positive connections can be provided, such as by soldering. Furthermore, a simple process control by inspection of the through the punched grid 42 outstanding ends of the connecting cables 32 of the temperature sensor 28 possible.

Bei der Herstellung des Sensors 10 nach der ersten Ausführungsform kann der Temperaturmessfühler 28 von unten eingefädelt werden, d.h. ausgehend von dem oberen Ende 20 des Druckstutzens 16 in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum 34, und mittels der Leitklebeverbindung 54 an das Stanzgitter 42 elektrisch angebunden werden. Entsprechend müssen die elektrischen Verbindungen zwischen den Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 und dem Sensormodul 36 nicht durch beispielsweise eine Lötverbindung vorab hergestellt werden, diese Bauteile dann im fertig montierten Zustand in das Gehäuse 12 eingebracht werden, und dann mit einem Kleber zum Abdichten vergossen werden, sondern die Verbindungen können nachträglich von dem Gehäuseinnenraum 34 aus hergestellt oder eingerichtet werden. Über die Anschlussleitungen 32 können die elektrische Signale des Messkopfs 30 des Temperaturmessfühlers 28 durch die Leitklebeverbindungen 54 an das Stanzgitter 42 und an das mit dem Stanzgitter 42 verbunden Sensormodul 36 weitergegeben werden. In the production of the sensor 10 According to the first embodiment, the temperature sensor 28 threaded from below, ie starting from the upper end 20 of the pressure nozzle 16 towards the housing interior 34 , and by means of conductive adhesive connection 54 to the punched grid 42 be electrically connected. Accordingly, the electrical connections between the connecting cables 32 of the temperature sensor 28 and the sensor module 36 are not prepared by, for example, a solder joint in advance, then these components in the assembled state in the housing 12 are introduced, and then shed with an adhesive for sealing, but the compounds can be retrofitted from the housing interior 34 made or set up. About the connection lines 32 can be the electrical signals of the measuring head 30 of the temperature sensor 28 through the conductive adhesive joints 54 to the punched grid 42 and with the punched grid 42 connected sensor module 36 be passed on.

4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors 10 zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums. Nachstehend werden lediglich die Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben, wobei gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen aufweisen. 4 shows a second embodiment of a sensor according to the invention 10 for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium. Only the differences from the first embodiment will be described below, wherein like components have like reference numerals.

Bei der zweiten Ausführungsform des Sensors 10 zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums, insbesondere eines strömenden fluiden Mediums, ist der Zuführkanal 46 zum Zuführen des fluiden Mediums zu dem Sensormodul 36 zur Erfassung des Drucks des fluiden Mediums zylindrisch ausgebildet und erstreckt sich entlang einer Längsachse 58. Die Längsachse 58 verläuft im Wesentlichen senkrecht zu einer Messoberfläche 52 des Sensormoduls 36. Da das Sensormodul 36 wie bei der ersten Ausführungsform parallel zu der Ebene E des Stanzgitters 42 angeordnet ist, verläuft der Zuführkanal 46 im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene E des Stanzgitters 42. Insbesondere verläuft die Längsachse 58 des Zuführkanals 46 durch den Mittelpunkt der Messoberfläche 52 des Sensormoduls 36. Der Zuführkanal 46 kann somit beispielsweise kreiszylindrisch ausgebildet sein, so dass er einen geradlinigen Verlauf entlang der Längsachse 58 aufweist und zu dieser rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Da der Zuführkanal 46 einen geradlinigen Verlauf aufweist, erstreckt sich die Bohrung 48 unter einem Schnittwinkel α von 25 ° bis 90 °, insbesondere kleiner 90 ° bei der zweiten Ausführungsform, zu der Ebene E des Stanzgitters 42 auf der Auflagefläche 50. Der Schnittwinkel α der Bohrung 48 mit der Ebene E des Stanzgitters 42 kann bei der zweiten Ausführungsform beispielsweise 75 ° sein. Mit anderen Worten verläuft die Bohrung 48 schräg zu der Ebene E des Stanzgitters 42 und zu dem Zuführkanal 46. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in der 4 die Leitklebeverbindung 54 für die elektrische Kontaktierung der Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühler 28 mit dem Stanzgitters 42 im Bereich der Mündung der Bohrung 48 in dem Gehäuseinnenraum 34 nicht dargestellt. Es wird jedoch explizit betont, dass auch bei der zweiten Ausführungsform die Anschlussleitungen 32 durch die Öffnungen 44 in dem Stanzgitter 42 geführt sind, die Öffnungen 44 durchdringen und die Leitklebeverbindungen 54 für die elektrische Kontaktierung der Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühler 28 mit dem Stanzgitter 42 wie bei der ersten Ausführungsform vorhanden sind. In the second embodiment of the sensor 10 for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium, in particular a flowing fluid medium, is the feed channel 46 for supplying the fluid medium to the sensor module 36 Cylindrical for detecting the pressure of the fluid medium and extends along a longitudinal axis 58 , The longitudinal axis 58 runs essentially perpendicular to a measuring surface 52 of the sensor module 36 , Because the sensor module 36 as in the first embodiment parallel to the plane E of the stamped grid 42 is arranged, the feed channel runs 46 substantially perpendicular to the plane E of the stamped grid 42 , In particular, the longitudinal axis runs 58 of the feed channel 46 through the center of the measurement surface 52 of the sensor module 36 , The feed channel 46 Thus, for example, it can be circular-cylindrical, so that it has a straight course along the longitudinal axis 58 has and is rotationally symmetrical to this. Because the feed channel 46 has a straight course, the bore extends 48 at a cutting angle α of 25 ° to 90 °, in particular smaller than 90 ° in the second embodiment, to the plane E of the stamped grid 42 on the support surface 50 , The angle of intersection α of the bore 48 with the plane E of the stamped grid 42 For example, in the second embodiment, it may be 75 °. In other words, the bore runs 48 oblique to the plane E of the stamped grid 42 and to the feed channel 46 , For the sake of clarity are in the 4 the conductive adhesive connection 54 for the electrical contacting of the connecting cables 32 of the temperature sensor 28 with the lead frame 42 in the area of the mouth of the hole 48 in the housing interior 34 not shown. However, it is explicitly emphasized that also in the second embodiment, the connecting lines 32 through the openings 44 in the stamped grid 42 are guided, the openings 44 penetrate and the Leitklebeverbindungen 54 for the electrical contacting of the connecting cables 32 of the temperature sensor 28 with the punched grid 42 as in the first embodiment are present.

Auch bei der zweiten Ausführungsform dichtet das Sensormodul 36 den Gehäuseinnenraum 34 gegen den Zuführkanal 46 ab. Daher ist die im Gehäuseinnenraum 34 vorgesehene Elektronik, wie beispielsweise die Auswerteschaltung, gegenüber dem fluiden Medium geschützt. Auch bei der zweiten Ausführungsform kann der Temperaturmessfühler 28 von unten eingefädelt werden, d. h. ausgehend von dem oberen Ende 20 des Druckstutzens 16 in Richtung zu dem Gehäuseinnenraum 34, und mittels der Leitklebeverbindungen 54 an das Stanzgitter 42 elektrisch angebunden werden. Über das Stanzgitter 42 wird das elektrische Signal des Messkopfs 30 des Temperaturmessfühlers 28 an das Sensormodul 36 weitergegeben. In der Bohrung 48 unterhalb des Kontaktbereichs, d.h. desjenigen Bereichs, in dem die Anschlussleitungen 32 des Temperaturmessfühlers 28 mit dem Stanzgitter 42 elektrisch kontaktiert werden, herrscht Messdruck, der beispielsweise 6 bar betragen kann, und oberhalb davon, d. h. in dem Gehäuseinnenraum 34, herrscht Umgebungsdruck. Ein Epoxy-Leitkleber für die Leitklebeverbindung 54 verfügt sowohl über eine sehr hohe Festigkeit als auch über eine hohe Medienresistenz, beispielsweise gegenüber Säuren und dergleichen aus einer Abgasrückführung oder dergleichen, und gewährleistet die erforderliche Dichtheit in dem Kontaktbereich. Ferner ist eine einfache Prozesskontrolle durch Inspektion der durch das Stanzgitter 42 herausragenden Enden der Anschlussleitungen 32 des Temperaturfühlers 28 möglich. Also in the second embodiment, the sensor module seals 36 the housing interior 34 against the feed channel 46 from. Therefore, the inside of the housing 34 provided electronics, such as the evaluation circuit, protected against the fluid medium. Also in the second embodiment, the temperature sensor 28 threaded from below, ie starting from the upper end 20 of the pressure nozzle 16 towards the housing interior 34 , and by means of conductive adhesive joints 54 to the punched grid 42 be electrically connected. About the punched grid 42 becomes the electrical signal of the measuring head 30 of the temperature sensor 28 to the sensor module 36 passed. In the hole 48 below the contact area, ie the area in which the connecting lines 32 of the temperature sensor 28 with the punched grid 42 are electrically contacted, there is measurement pressure, which may be, for example, 6 bar, and above it, ie in the housing interior 34 , ambient pressure prevails. An epoxy conductive adhesive for the Leitklebe connection 54 has both a very high strength and a high media resistance, for example to acids and the like from an exhaust gas recirculation or the like, and ensures the required tightness in the contact area. Furthermore, a simple process control by inspection of the through the punched grid 42 outstanding ends of the connecting cables 32 of the temperature sensor 28 possible.

Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder in den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.It is explicitly pointed out that all features disclosed in the description and / or claims are considered separate and independent of each other for the purpose of original disclosure as well as for the purpose of limiting the claimed invention independently of the feature combinations in the embodiments and / or the claims should be. It is explicitly stated that all range indications or indications of groups of units disclose every possible intermediate value or subgroup of units for the purpose of the original disclosure as well as for the purpose of restricting the claimed invention, in particular also as the limit of a range indication.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19731420 A1 [0002]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, pages 134-136 [0001]
Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, page 137 [0001]
Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, pages 134-136 [0017]
Konrad Reif (ed.): Sensors in the motor vehicle, 1st edition 2010, page 137 [0019]

Claims

Sensor ( 10 ) for detecting a pressure and a temperature of a fluid medium, with a housing ( 12 ), a sensor module ( 36 ) for detecting the pressure and a temperature sensor ( 28 ), the housing ( 12 ) a projecting into the fluid medium discharge nozzle ( 16 ), wherein the temperature sensor ( 28 ) at least partially in the discharge nozzle ( 16 ), wherein in the discharge nozzle ( 16 ) at least one bore ( 48 ) for receiving at least one connecting line ( 32 ) of the temperature sensor ( 28 ) is provided, wherein in the housing ( 12 ) a punched grid ( 42 ) for electrical connection to the temperature sensor ( 28 ), characterized in that the stamped grid ( 42 ) is arranged in a plane (E), the bore ( 48 ) at a cutting angle (α) of 25 ° to 90 °, in particular of 70 ° to 90 °, to the plane (E) of the stamped grid ( 42 ) and the connecting line ( 32 ) the punched grid ( 42 ) penetrates.

Sensor ( 10 ) according to the preceding claim, wherein the discharge nozzle ( 16 ) at least one feed channel ( 46 ) for supplying the fluid medium to the sensor module ( 36 ), wherein the feed channel ( 46 ) in a housing interior ( 34 ) of the housing ( 12 ) and wherein the sensor module ( 36 ) the housing interior ( 34 ) against the feed channel ( 46 ) seals.

Sensor ( 10 ) according to the preceding claim, wherein the feed channel ( 46 ) substantially perpendicular to the plane (E) of the stamped grid ( 42 ) runs.

Sensor ( 10 ) according to one of the two preceding claims, wherein the feed channel ( 46 ) along a longitudinal axis ( 58 ) perpendicular to a measuring surface ( 52 ) of the sensor module ( 36 ), in particular by a center of the measuring surface ( 52 ) of the sensor module ( 36 ), runs.

Sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the stamped grid ( 42 ) an orifice of the bore ( 48 ) at least partially surrounds.

Sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the connecting line ( 32 ) with the punched grid ( 42 ) by at least one conductive positive connection, in particular at least one Leitklebeverbindung ( 54 ), connected is.

Sensor ( 10 ) according to the preceding claim, wherein the bore ( 48 ) in a housing interior ( 34 ) of the housing ( 12 ) and wherein the conductive positive connection is provided so that the housing interior ( 34 ) against the bore ( 48 ) is sealed.

Sensor ( 10 ) according to one of the two preceding claims, wherein the conductive form-fitting connection at least partially in the bore ( 48 ) is arranged.

Sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein in the housing a bearing surface ( 50 ) is formed, on which the punched grid ( 42 ) is arranged.

Sensor ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the feed channel ( 46 ) has a curved course.