Anpresselement, elektrisches/elektronisches Bauteil

Die Erfindung betrifft ein Anpresselement für ein zur Kontaktierung

anzupressendes elektrisches Bauelement, das wenigstens einen elektrisch leitfähigen Berührungskontakt aufweist, wobei das Anpresselement eine ringförmige Anpressfläche für das Bauelement aufweist, und wobei eine

Außenkontur der Anpressfläche größer ist als eine Außenkontur des

anzupressenden Bauelements.

Ferner betrifft die Erfindung ein elektrisches/elektronisches Bauteil, insbesondere Sensorbauteil, mit einem insbesondere mehrteiligen Gehäuse und mit wenigstens einem elektrischen Bauelement, insbesondere Sensorelement, das wenigstens einen elektrisch leitfähigen Berührungskontakt aufweist, und mit einem Anpresselement, das der dem Berührungskontakt abgewandten Seite des Bauelements zugeordnet und vorgespannt gegen das Bauelement in dem Gehäuse gehalten ist.

Stand der Technik

Anpresselemente sowie Bauteile der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Zur Kontaktierung elektrischer Bauelemente ist es bekannt, neben

formschlüssigen Steckverbindungen auch elektrische Verbindungen vorzusehen, die nur durch einen Berührungskontakt realisiert werden. Dazu wird das elektrische Bauelement mit einem Berührungskontakt gegen einen

Berührungsgegenkontakt gedrängt beziehungsweise gepresst, um den elektrischen Kontakt dauerhaft zu gewährleisten. Die hierfür notwendige

Anpress- beziehungsweise Andruckkraft wird dabei häufig durch ein in das Gehäuse eingesetztes elastisch verformbares Anpresselement erzeugt, das beispielsweise zwischen Bauelement und Gehäuse vorgespannt gehalten ist. Häufig dient dabei das Anpresselement gleichzeitig auch als Dichtelement, beispielsweise bei einem Drucksensor, um den Sensor einerseits dem zu erfassenden Druck auszusetzen und andererseits empfindliche Bereiche des Sensors vor dem den Druck bereitstellenden Medium zu schützen. Das

Anpresselement ist daher ringförmig ausgebildet. Aus Kostengründen ist das Bauelement häufig möglichst klein auszulegen, wobei sich gleichzeitig die Abmessungen des Anpresselementes aus technologischen Gründen nicht beliebig verkleinern lassen. In Zusammenhang mit den außerdem noch zu berücksichtigenden Fertigungstoleranzen führt dies dazu, dass eine vollflächige Auflage des Bauelement auf dem Anpresselement nicht immer gewährleistet werden kann. Bei einer ringförmigen Anpressfläche kann es dabei dazu kommen, dass das Bauelement aufgrund der Verformung des Anpresselements von dem Anpresselement abrutscht.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße Anpresselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass ein derartiges Abrutschen des Bauelements auf einfache Art und Weise verhindert wird. Dies wird durch eine besondere Formgebung des Anpresselementes erreicht, welche ein entsprechendes Verformen des

Anpresselementes verhindert. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, dass die Anpressfläche eine ringförmige Erhebung aufweist, die eine Auflagefläche für das Bauelement bildet. Das Anpresselement weist somit eine ringförmige

Erhebung auf, die sich von der übrigen Anpressfläche abhebt. Dadurch werden an dem Anpresselement Bereiche mit unterschiedlicher Materialstärke realisiert, welche eine Verformung des Anpresselementes bereichsweise erschweren, sodass die Verformung bei einem nur zum Teil auf der Anpressfläche

aufliegenden Bauelement besser in das Anpresselement eingeleitet wird, sodass die Verformung nicht zu einem Abrutschen des Bauelements führen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Anpresselement ringförmig ausgebildet ist. In diesem Fall ist also das

Anpresselement insgesamt ringförmig ausgebildet, sodass es einen Durchbruch beziehungsweise eine lichte Weite aufweist, und weist an einer Seite die

Anpressfläche sowie die Auflagefläche auf, mit welcher es das Bauelement beaufschlagt beziehungsweise beaufschlagen kann. Die Auflagefläche erstreckt sich zweckmäßigerweise koaxial zur Ringform des Anpresselementes. Dabei kann die Ringform kreisringförmig, ovalringförmig oder auch mehreckringförmig, insbesondere in Form eines Rechtecks, ausgebildet sein. Von Bedeutung ist, dass das Anpresselement einen geschlossenen Ring bildet. Durch die vollständig ringförmige Ausbildung lässt sich das Anpresselement beispielsweise direkt über einem Sensorteil des Bauelementes mit dem Durchbruch platzieren und zwischen einem Gehäuseflansch und dem Bauelement einspannen, sodass durch den Gehäuseflansch das Sensorteil mit beispielsweise der Umgebung eines Gehäuses in Verbindung steht, während das übrige Bauelement geschützt ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Anpressfläche radial von einer Mantelinnenwand zu einer Mantelaußenwand des ringförmigen Anpresselementes erstreckt. Unter radial ist in diesem

Zusammenhang im Wesentlichen zunächst einmal nur ein Erstrecken von innen nach außen ausgehend von einem Mittelpunkt des Anpresselements zu verstehen. Exakt radial erstreckt sich die Anpressfläche selbstverständlich nur bei einem kreisringförmigen Anpresselement.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass sich die Mantelinnenwand die

Erhebung mitbildend axial bis zur Anpressfläche erstreckt. Die Erhebung grenzt somit innen an die Mantelinnenwand an, wobei sie sich nach außen hin nur bereichsweise über die Anpressfläche erstreckt, sodass ein Umfangsbereich der ursprünglichen Anpressfläche erhalten bleibt. Hierdurch wird erreicht, dass wenn das Anpresselement gegen das Bauelement gepresst wird, das Bauelement nicht oder nicht so weit in das Anpresselement beziehungsweise in Material des Anpresselementes hineintaucht, sodass infolge der Verformung gegebenenfalls überstehendes Material des Anpresselementes das Bauelement seitlich mit einer geringeren Kraft beaufschlagt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mantelinnenwand bezüglich der Auflagefläche und/oder der Anpressfläche schräg ausgerichtet ist. Durch eine schräge Ausbildung der Mantelinnenwand erfolgt eine Krafteinleitung in das Anpresselement, die ein Einknicken der

Mantelinnenwand vermeidet. Insbesondere ist bevorzugt vorgesehen, dass die Mantelinnenwand derart schräg ausgerichtet ist, dass die lichte Weite des ringförmigen Anpresselementes von der Auflagefläche ausgehend abnimmt. Hierdurch wird ein besonders stabiles Anpresselement geschaffen, dass das Bauelement sicher trägt beziehungsweise stützt.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Anpresselement aus Silikon oder aus einem thermoplastischen Elastomer gefertigt ist. Hierdurch erhält es eine vorteilhafte Flexibilität und gewährleistet eine hohe Lebensdauer.

Das erfindungsgemäß elektrische/elektronische Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 8 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Anpresselement aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.

Vorzugsweise weist das Gehäuse zumindest zwei Gehäuseteile auf, wobei das Anpresselement und das Bauelement zwischen den beiden Gehäuseteilen durch das Anpresselement vorgespannt gehalten sind. Das Anpresselement und das Bauelement werden somit zwischen den beiden Gehäuseteilen verspannt gehalten, sodass zusätzliche Haltemittel nicht benötigt werden. Besonders bevorzugt ist das Anpresselement im Bereich eines Anschlussstutzens eines der Gehäuseteile angeordnet und insgesamt ringförmig ausgebildet.

Besonders bevorzugt weist ein anderes der Gehäuseteile wenigstens einen Berührungsgegenkontakt auf, gegen welchen das elektrische Bauelement durch das Anpresselement gedrängt wird. Das Bauelement wird somit mittels des Anpresselements in elektrischen Berührungskontakt mit dem

Berührungsgegenkontaktelement dauerhaft verbunden, wenn die Gehäuseteile zusammengesetzt werden.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dazu zeigen

Figur 1 ein Bauteil mit einem elektrischen Bauelement in einer

Schnittdarstellung, Figur 2 eine perspektivische Draufsicht auf ein Gehäuseteil des Bauteils,

Figur 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung durch das Bauteil,

Figur 4 eine perspektivische Draufsicht auf ein vorteilhaftes Anpresselement des Bauteils, und

Figur 5 eine schematische Schnittdarstellung durch das Bauteil mit dem

vorteilhaften Anpresselement.

Figur 1 zeigt in einer Schnittdarstellung ein elektrisches Bauteil 1 , das als Sensorbauteil ausgebildet ist. Das Bauteil 1 weist ein mehrteiliges Gehäuse 2 auf, das von zwei Gehäuseteilen 3, 4 gebildet wird, die einen Raum dicht einschließend aneinander angeordnet sind.

Das erste Gehäuseteil 3 ist als Anschlussteil ausgebildet und weist hierzu eine Steckeraufnahme 5 auf, in welche elektrische Kontaktstifte 6 hineinragen. Die Kontaktstifte 6 sind elektrisch mit Berührungsgegenkontakten 7 verbunden, die dem Raum zugewandt sind. An den Berührungsgegenkontakten 7 liegt ein elektrisches Bauelement 8, das vorliegend als Sensorelement ausgebildet ist, mit jeweils entsprechenden Berührungskontakten 9 an, um eine elektrische

Verbindung zu den Kontaktstiften 6 herzustellen.

Das Bauelement 8 weist auf seiner den Berührungskontakten 8

gegenüberliegenden Seite einen Sensor 10 auf, der als Drucksensor ausgebildet ist.

Das Gehäuseteil 4 weist einen Kanal 1 1 auf, der durch einen Anschlussstutzen 12 von dem eingeschlossenen Raum in die Umgebung führt. Die beiden

Gehäuseteile 3 und 4 sind dabei derart aneinander angeordnet, dass der Kanal 1 1 dem Sensor 10 gegenüberliegend endet.

Zwischen dem Gehäuseteil 4 und dem Bauelement 8 ist weiterhin ein elastisch verformbares Anpresselement 13 vorgesehen, das aus einem Kunststoffmaterial, insbesondere aus Silikon oder aus einem thermoplastischen Elastomer, gefertigt ist. Figur 2 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf das Gehäuseteil 4 und das daran angeordnete Anpresselement 13. Das Anpresselement 13 liegt auf dem freien Ende des Anschlussstutzens 12 auf und ist ringförmig ausgebildet, sodass es den Kanal 1 1 weiterführt. Vorliegend weisen der Kanal 1 1 und das

Ringelement 13 dabei eine rechteckförmige Kontur auf. Die dem Bauelement 13 zugewandte Anpressfläche 14 des Anpresselements 3 ist vorliegend eben ausgebildet. Die Anpressfläche 14 erstreckt sich dabei von einer

Mantelinnenwand 15 bis zu einer Mantelaußenwand 16, die parallel zueinander und senkrecht zur Anpressfläche 14 ausgerichtet sind. Diese Ausführungsform des Anpresselements 13 entspricht einer bekannten Ausführungsform. Da sich die inneren Abmessungen des Anpresselements 13 aus technologischen

Gründen nicht beliebig verkleinern lassen, und in Zusammenhang mit

Fertigungstoleranzen, wird vorausgesetzt, dass die Mantelaußenwand eine Kontur aufweist, die die Außenkontur des Bauelements 8 überragt, sodass das Bauelement 8 nur bereichsweise auf der Anpressfläche 14 des Anpresselements 13 aufliegt, wie in Figur 3 gezeigt.

Im zusammengesetzten Zustand wird das Bauelement 8, wie in Figur 3 in einer schematischen Schnittdarstellung gezeigt, in das Material des ringförmigen Anpresselementes 13 hineingepresst, wodurch sich die in Figur 3 dargestellte Verformung ergibt. Das Anpresselement 13 wirkt insofern als Dichtelement, das den Kanal 1 1 zu dem Sensor 10 weiterführt, ohne dass die weiteren Elemente des Bauteils 1 mit dem durch den Kanal 1 1 geführten Medium in Berührung kommen. Dadurch können die elektrischen/elektronischen Komponenten des Bauteils 1 sicher vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Verschmutzung geschützt werden.

Dringt das Bauelement 8, wie dargestellt, in das Material des Anpressteils 13 ein, so entsteht zusätzlich zu der Anpresskraft eine Seitenkraft F, die das Bauelement 8 seitlich beaufschlagt und dazu führen kann, dass dieses von dem

Anpresselement 13 abrutscht.

Um dies zu verhindern, wird eine Ausführungsform des Anpresselements 13 vorgeschlagen, wie sie in Figuren 4 und 5 gezeigt ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Anpressfläche 14 eine ringförmige Erhebung 17 aufweist, die eine Auflagefläche 18 für das Bauelement 8 bildet. Die ringförmige Erhebung 17 grenzt an die Mantelinnenwand 15 an und erstreckt sich nur bereichsweise über die Anpressfläche 14, sodass ein Umfangsbereich der ursprünglichen

Anpressfläche 14 erhalten bleibt. Es entsteht somit eine Stufe an der

Anpressfläche 14 des Anpresselements 13. Vorzugsweise erstreckt sich die Außenkontur der Erhebung 17 maximal nur geringfügig über die Außenkontur des Bauelements 8 hinaus, sodass keine oder nur sehr geringe Seitenkräfte auf das Bauelement 8 im zusammengesetzten Zustand des Bauteils 1 entstehen. Wird nunmehr, bei gleichbleibenden Abmessungen des Bauelements 8, das Bauteil 1 wie zuvor beschrieben zusammengefügt, sodass das Anpresselement 13 gegen das Bauelement 8 gedrängt wird, so erfolgt eine Verformung des Anpresselements 13, wie es in einer schematischen Darstellung in Figur 5 gezeigt ist.

Durch die ringförmige Erhebung 17 ergibt sich eine Verformung des

Anpresselements 13, bei welcher die seitlich wirkende Kraft, die durch das Eintauchen des Bauelements 8 in das Material des Anpresselements 13 entsteht, im Vergleich zu dem vorher beschriebenen Beispiel sehr viel geringer ausfällt.

Zusätzlich ist gemäß dem Ausführungsbeispiel von Figur 5 außerdem

vorgesehen, dass die Mantelinnenwand 15 schräg ausgebildet ist. Die

Mantelinnenwand 15 verläuft dabei schräg bezüglich der Mantelaußenwand 16 und der Anpressfläche 14. Hierdurch wird verhindert, dass das Anpresselement 13 bei einer hohen Belastung an der Mantelinnenwand 15 einknickt, wie es in Figur 3 an der mit einem Pfeil 19 markierten Stelle der Fall ist.

Durch die stufenförmige Ausbildung der Anpressfläche 14 wird erreicht, dass beim Verpressen des Anpresselements 13 das seitliche Herausquellen von Kunststoffmaterial und damit die resultierenden seitlichen Schubkräfte, die auf das Bauelement 8 wirken, reduziert werden. Des Weiteren ist durch die schräge Ausrichtung der Mantelinnenwand 15 des Anpresselements 13 ein Einknicken der Mantelinnenwand 15 verhindert.