DE102024200597A1 - Ladder frame assembly for installation in a tank valve or tank end plug, a component group and a system - Google Patents
Ladder frame assembly for installation in a tank valve or tank end plug, a component group and a systemInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterrahmen-Baugruppe zum Einbau in ein Tankventil oder einen Tank-Endstopfen eines wasserstoffbetriebenen Fahrzeugs, eine Bauteil-Gruppe und ein System, wobei die Leiterrahmen-Baugruppe, aufweist: einen ersten Leiterrahmen mit einem in Längsrichtung verformbaren Abschnitt, wobei der Leiterrahmen ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist; einen zweiten Leiterrahmen mit einem in Längsrichtung verformbaren Abschnitt, wobei der Leiterrahmen ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist; wobei die beiden Leiterrahmen mit ihren ersten Enden mit einem elektrischen Bauteil, insbesondere einem Temperatursensor, elektrisch verbindbar sind und mit ihrem zweiten Ende ein Klemmkontaktteil einer Klemmverbindung bilden, wobei die beiden Leiterrahmen mit ihren in Längsrichtung verformbaren Abschnitten zusammen in einem Einlegeteil aufgenommen sind, welches in Längsrichtung auf Druck belastbar ist, und wobei die Steifigkeit der beiden in Längsrichtung verformbaren Abschnitte einstellbar ist, insbesondere abhängig von einer Klemmkraft einer Klemmverbindung des Klemmkontaktteils mit einem Klemmkontaktteil-Gegenstück des Tankventils bzw. Tank-Endstopfens. The present invention relates to a lead frame assembly for installation in a tank valve or a tank end plug of a hydrogen-powered vehicle, a component group, and a system, wherein the lead frame assembly comprises: a first lead frame with a section that can be deformed in the longitudinal direction, the lead frame having a first end and a second end; a second lead frame with a section that can be deformed in the longitudinal direction, the lead frame having a first end and a second end; the two lead frames being electrically connectable with their first ends to an electrical component, in particular a temperature sensor, and forming a clamping contact part of a clamping connection with their second ends, the two lead frames being received together with their longitudinally deformable sections in an insert that can be subjected to pressure in the longitudinal direction, and the rigidity of the two longitudinally deformable sections being adjustable, in particular depending on a clamping force of a clamping connection of the clamping contact part to a clamping contact part counterpart of the tank valve or tank end plug.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterrahmen-Baugruppe zum Einbau in ein Tankventil oder einen Tank-Endstopfen eines wasserstoffbetriebenen Fahrzeugs, eine Bauteil-Gruppe mit einer Leiterrahmen-Baugruppe und ein System aus einer Leiterrahmen-Baugruppe und einer Bauteil-Gruppe.The present invention relates to a ladder frame assembly for installation in a tank valve or a tank end plug of a hydrogen-powered vehicle, a component group comprising a ladder frame assembly, and a system comprising a ladder frame assembly and a component group.
Stand der TechnikState of the art
Bei Wasserstoff-Tankventilen z.B. von der Fa.OMB Salerie S.P.A. erfolgt die elektrische Verbindung des Temperatursensors zum Kundenstecker. Dabei wird der Temperatursensor mit dem Kabel und dem Stecker manuell in den Ventilblock gefügt und das Kabel durch die Bohrung geschoben. Bauraumtechnisch muss das Kabel um einen 90° Winkel gefügt werden. Mit Hilfe eines Drahts bzw. einer Fügehilfe wird das Kabelende mit Stecker förmlich geangelt und um den 90° Winkel herausgezogen. Zur Erleichterung der Montage durch die Fügehilfe ist um das Kabelende ein kleiner O-Ring montiert, in dem sich die Fügehilfe verhaken kann. Da die Bohrungsverschneidung nur schwer verrundet werden kann besteht hier das Risiko einer Beschädigung des Kabels was später zum Funktionsverlust oder falschen Temperaturvorhersagen führen kann.In hydrogen tank valves, for example, from OMB Salerie S.P.A., the temperature sensor is electrically connected to the customer connector. The temperature sensor, cable, and connector are manually inserted into the valve block, and the cable is pushed through the hole. Due to installation space constraints, the cable must be joined at a 90° angle. Using a wire or a joining aid, the cable end with the connector is literally fished around and pulled out at a 90° angle. To facilitate assembly using the joining aid, a small O-ring is mounted around the cable end, into which the joining aid can hook. Since the hole intersection is difficult to round, there is a risk of cable damage, which can later lead to loss of function or incorrect temperature predictions.
Die Druckschrift
Es besteht ein großes Interesse an einer verbesserten Anbindung von temperaturempfindlichen Klemmverbindungen, wie sie insbesondere bei Tankventilen eingesetzt werden, um den Temperatursensors über Leiterbahnen mittels einer Klemmverbindung an eine elektrische Anschlussvorrichtung des Tankventils anzuschließen.There is great interest in an improved connection of temperature-sensitive clamp connections, such as those used in particular in tank valves, in order to connect the temperature sensor to an electrical connection device of the tank valve via conductor tracks using a clamp connection.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft eine Leiterrahmen-Baugruppe gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1, eine Bauteil-Gruppe gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 9 und ein System gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 11.The present invention provides a leadframe assembly according to independent claim 1, a component group according to independent claim 9 and a system according to independent claim 11.
Demgemäß ist vorgesehen:Accordingly, it is provided:
Eine Leiterrahmen-Baugruppe zum Einbau in ein Tankventil oder einen Tank-Endstopfen eines wasserstoffbetriebenen Fahrzeugs, aufweisend:
- einen ersten Leiterrahmen mit einem in Längsrichtung verformbaren Abschnitt,
- wobei der Leiterrahmen ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist;
- einen zweiten Leiterrahmen mit einem in Längsrichtung verformbaren Abschnitt, wobei der Leiterrahmen ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist;
- wobei die beiden Leiterrahmen mit ihren ersten Enden mit einem elektrischen Bauteil, insbesondere einem Temperatursensor, elektrisch verbindbar sind und
- mit ihrem zweiten Ende ein Klemmkontaktteil einer Klemmverbindung bilden, wobei die beiden Leiterrahmen mit ihren in Längsrichtung verformbaren Abschnitten zusammen in einem Einlegeteil aufgenommen sind, welches in Längsrichtung auf Druck belastbar ist, und
- wobei die Steifigkeit, insbesondere axiale Steifigkeit oder Steifigkeit in Längsrichtung, der beiden in axialer Richtung oder in Längsrichtung verformbaren Abschnitte einstellbar ist, insbesondere abhängig von einer Klemmkraft einer Klemmverbindung des Klemmkontaktteils mit einem Klemmkontaktteil-Gegenstück des Tankventils bzw. Tank-Endstopfens.
- a first lead frame with a longitudinally deformable section,
- wherein the lead frame has a first end and a second end;
- a second lead frame having a longitudinally deformable portion, the lead frame having a first end and a second end;
- wherein the two lead frames can be electrically connected with their first ends to an electrical component, in particular a temperature sensor, and
- form with their second end a clamping contact part of a clamping connection, wherein the two lead frames with their longitudinally deformable sections are accommodated together in an insert part which can be loaded with pressure in the longitudinal direction, and
- wherein the stiffness, in particular axial stiffness or stiffness in the longitudinal direction, of the two sections deformable in the axial direction or in the longitudinal direction is adjustable, in particular depending on a clamping force of a clamping connection of the clamping contact part with a clamping contact part counterpart of the tank valve or tank end plug.
Weiterhin ist vorgesehen:Furthermore, it is planned:
Ein Bauteil-Gruppe, welche eine solche Leiterrahmen aufweist, wobei die Bauteil-Gruppe eine Bauteil-Hülse und ein in der Bauteil-Hülse aufgenommenes elektrischen Bauteil aufweist, wobei die Leiterrahmen-Baugruppe mit den ersten Enden der beiden Leiterrahmen in die Bauteil-Hülse eingeführt ist und in seiner Einbau- oder Endposition das elektrische Bauteil darin elektrisch kontaktiert und wobei die Bauteil-Hülse einen Bauteil-Anschlag aufweist.A component group comprising such a lead frame, wherein the component group comprises a component sleeve and an electrical component received in the component sleeve, wherein the lead frame assembly is inserted into the component sleeve with the first ends of the two lead frames and, in its installed or final position, electrically contacts the electrical component therein, and wherein the component sleeve has a component stop.
Außerdem ist vorgesehen:It is also planned:
Ein System aus einer Bauteilvorrichtung, insbesondere einem Tankventil oder einem Tank-Endstopfen, und einer solchen Bauteil-Gruppe, wobei die Bauteilvorrichtung einen Bauteilkörper mit einer Bohrung zur Aufnahme der Bauteil-Gruppe aufweist und ein Klemmkontaktteil-Gegenstück zum elektrischen Kontaktieren des Klemmkontaktteils der Leiterrahmen-Baugruppe der Bauteil-Gruppe.A system comprising a component device, in particular a tank valve or a tank end plug, and such a component group, wherein the component device has a component body with a bore for receiving the component group and a clamping contact part counterpart for electrically contacting the clamping contact part of the lead frame assembly of the component group.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Wasserstoff-Tankventil ein Temperatursensor mit einer elektrischen Anschlussvorrichtung verbunden wird. Dabei u.a. Klemmverbindung zum Einsatz. Solche Klemmverbindungen vertragen jedoch über die Laufzeit keine großen Relativbewegungen und mit zunehmender Anzahl an Zyklen und Höhe der Bewegung verschleißen sie.The present invention is based on the discovery that, in a hydrogen tank valve, a temperature sensor is connected to an electrical connection device. A clamp connection is used, among other things. However, such clamp connections cannot tolerate large relative movements over their service life and wear out with increasing number of cycles and magnitude of movement.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Idee zugrunde, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine verbesserte elektrische Verbindung des Temperatursensors bereitzustellen, bei welcher einem Verschleiß der Klemmverbindung entgegengewirkt wird und gleichzeitigt eine zuverlässige Montage bzw. Einbau in das Tankventil möglich ist.The present invention is therefore based on the idea of taking this finding into account and providing an improved electrical connection of the temperature sensor, which counteracts wear of the clamp connection and at the same time enables reliable assembly or installation in the tank valve.
Dabei liegt der vorliegenden Erfindung die Beobachtung zugrunde, bei einer Leiterrahmen-Baugruppe zum Verbinden des Temperatursensors mit einer elektrischen Anschlussvorrichtung des Tankventils, das Klemmkontaktteil der Leiterrahmen-Baugruppe zum Verbinden mit einem Klemmkontaktteil-Gegenstück der elektrischen Anschlussvorrichtung derart thermisch zu entkoppeln, dass es zu möglichst keiner Relativbewegung des Klemmkontaktteils gegenüber dem Klemmkontaktteil-Gegenstück der elektrischen Anschlussvorrichtung kommt. Dazu weist die Leiterrahmen-Baugruppe einen in axialer Richtung oder in Längsrichtung verformbaren Abschnitt auf, dessen Steifigkeit, insbesondere axiale Steifigkeit, derart einstellbar ist, dass es bei Temperaturänderungen zu möglichst keiner Relativbewegung zwischen dem Klemmkontaktteil und dem Klemmkontaktteil-Gegenstück kommt. Um das Klemmkontaktteil dabei in dem Klemmkontaktteil-Gegenstück einführen oder einklemmen zu können ist der verformbare Abschnitt der Leiterrahmen-Baugruppe außerdem in einem auf Druck belastbar ausgebildeten Einlegeteil aufgenommen.The present invention is based on the observation that, in a leadframe assembly for connecting the temperature sensor to an electrical connection device of the tank valve, the clamping contact part of the leadframe assembly for connecting to a clamping contact part counterpart of the electrical connection device is to be thermally decoupled in such a way that there is as little as possible relative movement of the clamping contact part with respect to the clamping contact part counterpart of the electrical connection device. For this purpose, the leadframe assembly has a section that is deformable in the axial direction or in the longitudinal direction, the rigidity of which, in particular the axial rigidity, is adjustable in such a way that there is as little as possible relative movement between the clamping contact part and the clamping contact part counterpart when temperature changes occur. In order to be able to insert or clamp the clamping contact part in the clamping contact part counterpart, the deformable section of the leadframe assembly is also received in an insert part designed to withstand pressure.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Leiterrahmen mit ihren in axialer Richtung oder Längsrichtung verformbaren Abschnitten in dem Einlegeteil voneinander elektrisch isoliert und/oder gegen eine elektrische Masse in eingebautem Zustand elektrisch isoliert, wobei das Einlegeteil insbesondere ein Kunststoffteil, vorzugsweise Kunststoff-Spritzgussteil ist.According to one embodiment of the invention, the two lead frames with their sections deformable in the axial direction or longitudinal direction are electrically insulated from one another in the insert part and/or electrically insulated from an electrical ground in the installed state, wherein the insert part is in particular a plastic part, preferably a plastic injection-molded part.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der in axialer Richtung oder Längsrichtung verformbare Abschnitt des ersten bzw. zweiten Leiterrahmens ein Mäander-Abschnitt mit einer Mäandergeometrie aus mehreren Umlenkungen oder ein Spiralfeder-Abschnitt mit einer Spiralfedergeometrie. Die Steifigkeit, insbesondere axiale Steifigkeit oder Steifigkeit in Längsrichtung, ist dabei abhängig von der Anzahl der Umlenkungen bzw. Spiralen, der Breite der jeweiligen Umlenkung bzw. Spirale und/oder der Leiterrahmendicke einstellbar.According to a further embodiment of the invention, the axially or longitudinally deformable section of the first or second leadframe is a meander section with a meander geometry consisting of multiple deflections or a spiral spring section with a spiral spring geometry. The stiffness, in particular axial stiffness or stiffness in the longitudinal direction, is adjustable depending on the number of deflections or spirals, the width of the respective deflection or spiral, and/or the leadframe thickness.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Leiterrahmen mit ihren Mäander-Abschnitten nebeneinander in dem Einlegeteil aufgenommen, wobei sie dabei vorzugsweise durch wenigstens einen Vorsprung dazwischen voneinander getrennt sind, um einen ungewollten Kurzschluss zu verhindern. Die Umlenkungen der beiden Mäander-Abschnitte sind insbesondere achs- oder spiegelsymmetrisch nebeneinander in dem Einlegeteil aufgenommen. Der Vorteil ist dabei die Gleichteilbenutzung bzw. die Benutzung von gleichen Teilen. Ansonsten können auch grundsätzlich zwei verschiedene Teile verwendet werden.According to another embodiment of the invention, the two lead frames with their meander sections are accommodated side by side in the insert, preferably separated from each other by at least one projection in between to prevent an unwanted short circuit. The deflections of the two meander sections are accommodated in the insert, particularly axially or mirror-symmetrically, next to each other. The advantage here is the use of identical parts. Otherwise, two different parts can also be used.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den ersten Enden der beiden Leiterrahmen und ihren in Längsrichtung verformbaren Abschnitten eine erste Hülse vorgesehen, welche die beiden Leiterrahmen voneinander elektrisch isoliert. Die erste Hülse ist insbesondere eine Kunststoffhülse und vorzugsweise eine Kunststoffspritzgusshülse. Die erste Hülse weist vorzugsweise einen Befestigungsabschnitt und einen Anschlag an bzw. auf.In one embodiment of the invention, a first sleeve is provided between the first ends of the two lead frames and their longitudinally deformable sections, electrically insulating the two lead frames from one another. The first sleeve is in particular a plastic sleeve and preferably a plastic injection-molded sleeve. The first sleeve preferably has a fastening section and a stop.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist zwischen den zweiten Enden der beiden Leiterrahmen und ihren in Längsrichtung verformbaren Abschnitten eine zweite Hülse vorgesehen, welche die beiden Leiterrahmen voneinander elektrisch isoliert. Die zweite Hülse ist insbesondere eine Kunststoffhülse und vorzugsweise eine Kunststoffspritzgusshülse.According to a further embodiment of the invention, a second sleeve is provided between the second ends of the two lead frames and their longitudinally deformable sections, which electrically insulates the two lead frames from each other. The second sleeve is in particular a plastic sleeve and preferably a plastic injection-molded sleeve.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist wenigstens einer der Leiterrahmen im Bereich der ersten und/oder zweiten Hülse wenigstens einen Vorsprung in Querrichtung auf, um eine Relativbewegung zwischen erster bzw. zweiter Hülse und den Leiterrahmen in Längsrichtung zu verhindern.In another embodiment of the invention, at least one of the lead frames has at least one projection in the transverse direction in the region of the first and/or second sleeve in order to prevent a relative movement between the first and/or second sleeve and the lead frames in the longitudinal direction.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Leiterrahmen aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem elektrisch leitfähigen Blech herstellt. Die Leiterrahmen sind insbesondere als zweidimensionaler Leiterrahmen aus dem elektrisch leitfähigen Blech herausgestanzt, herausgelasert und/oder herausgeschnitten, insbesondere mittels Wasserstrahlschneiden.According to one embodiment of the invention, the lead frames are made of an electrically conductive material, in particular an electrically conductive sheet metal. The lead frames are, in particular, punched, lasered, and/or cut out of the electrically conductive sheet metal as a two-dimensional lead frame, in particular by means of waterjet cutting.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste Hülse der Leiterrahmen-Baugruppe mit ihrem Befestigungsabschnitt in der Bauteil-Hülse aufgenommen und liegt mit ihrem Anschlag an der Bauteil-Hülse außen an. According to a further embodiment of the invention, the first sleeve of the lead frame assembly is received with its fastening section in the component sleeve and rests with its stop on the outside of the component sleeve.
Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Klemmkontaktteil der Leiterrahmen-Baugruppe thermisch entkoppelt, um eine Relativbewegung zwischen dem Klemmkontaktteil und dem Klemmkontaktteil-Gegenstück im Wesentlichen zu verhindern.According to yet another embodiment of the invention, the clamping contact part of the lead frame assembly is thermally decoupled to substantially prevent relative movement between the clamping contact part and the clamping contact part counterpart.
In einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Bauteil-Hülse, insbesondere Temperatursensor-Hülse, mit ihrem Anschlag an der Bohrung des Bauteilkörpers in ihrer End- oder Einbauposition an zum Bereitstellen eines Festlagers. Das mit dem Klemmkontaktteil-Gegenstück verbundene Klemmkontaktteil stellt in der End- oder Einbauposition der Bauteil-Gruppe in die Bohrung ein Loslager bereit. Das durch die Klemmkraft gehemmte Loslager ist kein reibfreies Loslager.In one embodiment of the invention, the component sleeve, in particular the temperature sensor sleeve, rests with its stop against the bore of the component body in its final or installed position to provide a fixed bearing. The clamping contact part connected to the clamping contact part counterpart provides a floating bearing in the final or installed position of the component group in the bore. The floating bearing, inhibited by the clamping force, is not a frictionless floating bearing.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Steifigkeit, insbesondere axiale Steifigkeit oder Steifigkeit in Längsrichtung, der beiden in axialer Richtung oder in Längsrichtung verformbaren Abschnitte der Leiterrahmen-Baugruppe derart einstellbar, dass eine aufgrund von Temperaturänderungen an dem Klemmkontaktteil angreifende Verschiebekraft kleiner oder gleich der Klemmkraft der Klemmverbindung von Klemmkontaktteil und Klemmkontaktteil-Gegenstück ist.According to a further embodiment of the invention, the rigidity, in particular axial rigidity or rigidity in the longitudinal direction, of the two sections of the leadframe assembly that are deformable in the axial direction or in the longitudinal direction is adjustable such that a displacement force acting on the clamping contact part due to temperature changes is less than or equal to the clamping force of the clamping connection between the clamping contact part and the clamping contact part counterpart.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann dabei auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der Erfindung hinzufügen.The above embodiments and developments can be combined with one another as desired, where appropriate. Further embodiments, developments, and implementations of the invention also include combinations of features of the invention not explicitly mentioned above or described below with respect to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic forms of the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the schematic figures of the drawings.
Dabei zeigen:
-
1 : einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Leiterrahmen-Baugruppe in einer Teilschnittansicht, welche mit einem Temperatursensor verbunden und in einem Tankventil eines wasserstoffbetriebenen Fahrzeugs eingebaut ist; -
2 : das Tankventil gemäß1 , wobei nur ein Leiterrahmen der Leiterrahmen-Baugruppe dargestellt ist und das Einlegeteil weggelassen wurde; -
3 : eine teilweise geschnittene Perspektivansicht der Bauteil-Gruppe, wie sie in das Tankventil in1 und2 eingebaut ist; -
4 die Bauteil-Gruppe gemäß3 ohne Einlegeteil; -
5 die Bauteil-Gruppe gemäß der1 bis 4 in einer teilweise geschnittenen Draufsicht gezeigt, wobei nur ein Leiterrahmen dargestellt ist und das Einlegeteil fehlt; -
6 die Leiterrahmen-Baugruppe gemäß1 , wobei das Loslager dabei schematisch angedeutet ist; -
7 eine Schnittansicht A-A durch die Leiterrahmen-Baugruppe gemäß6 ; -
8 eine Schnittansicht durch die erste Hülse der Leiterrahmen-Baugruppe gemäß6 ; -
9 ein gerader Leiterrahmen ohne Umlenkungen; -
10 ein Ausführungsbeispiel eines Leiterrahmens mit einer Mäandergeometrie, wie er bei der Leiterrahmen-Baugruppe gemäß1 einsetzbar ist; und -
11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Leiterrahmens mit einer Mäandergeometrie, wie er bei der Leiterrahmen-Baugruppe gemäß1 einsetzbar ist.
-
1 : a section of an embodiment of a ladder frame assembly according to the invention in a partial sectional view, which is connected to a temperature sensor and installed in a tank valve of a hydrogen-powered vehicle; -
2 : the tank valve according to1 , where only one lead frame of the lead frame assembly is shown and the insert is omitted; -
3 : a partially sectioned perspective view of the component group as it is incorporated into the tank valve in1 and2 is installed; -
4 the component group according to3 without insert; -
5 the component group according to the1 to 4 shown in a partially sectioned plan view, with only a lead frame shown and the insert missing; -
6 the ladder frame assembly according to1 , whereby the floating bearing is indicated schematically; -
7 a sectional view AA through the ladder frame assembly according to6 ; -
8 a sectional view through the first sleeve of the lead frame assembly according to6 ; -
9 a straight ladder frame without deflections; -
10 an embodiment of a ladder frame with a meander geometry, as used in the ladder frame assembly according to1 can be used; and -
11 another embodiment of a ladder frame with a meander geometry, as used in the ladder frame assembly according to1 can be used.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
In
Die Ausführungen zum Einbau der Bauteil-Gruppe 4 in eine Bauteilvorrichtung 5, hier das Tankventil 6, wie anhand der
Die Leiterrahmen-Baugruppe 1 wird mit dem Temperatursensor 3 verbunden und zusammen mit diesem in das Tankventil 6 eines Wasserstoff-Druckbehälters eines mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugs eingebaut. Zum Anschließen des Temperatursensors 3 mittels der Leiterrahmen-Baugruppe 1 an eine elektrische Anschlussvorrichtung der Bauteilvorrichtung 5, hier Tankventil 6, weist die Leiterrahmen-Baugruppe 1 ein Klemmkontaktteil 8, z.B. ein Kontaktmesser, eine Kontaktgabel oder einen Kontaktpin, auf. Das Klemmkontaktteil 8 wird mit einem dazu korrespondierenden Klemmkontaktteil-Gegenstück, z.B. einem Klemmkontakt oder einem Schneidklemmkontakt, einer elektrischen Anschlussvorrichtung der Bauteilvorrichtung 5, hier Tankventils 6, verbunden, z.B. zusammengesteckt, zum Bereitstellen einer Klemmverbindung.The leadframe assembly 1 is connected to the temperature sensor 3 and installed together with it into the tank valve 6 of a hydrogen pressure vessel of a hydrogen-powered vehicle. To connect the temperature sensor 3 via the leadframe assembly 1 to an electrical connection device of the component device 5, here the tank valve 6, the leadframe assembly 1 has a clamping contact part 8, e.g., a contact blade, a contact fork, or a contact pin. The clamping contact part 8 is connected, e.g., plugged together, to a corresponding clamping contact part counterpart, e.g., a clamping contact or an insulation displacement contact, of an electrical connection device of the component device 5, here the tank valve 6, to provide a clamping connection.
Auf diese Weise wird der Temperatursensor 3 mit der elektrischen Anschlussvorrichtung des Tankventils 6 über die Klemmverbindung elektrisch verbunden. Die Anschlussvorrichtung des Tankventils 6 kann wiederum beispielsweise mit einem Fahrzeug-Kabelbaum usw. verbunden werden.In this way, the temperature sensor 3 is electrically connected to the electrical connection device of the tank valve 6 via the clamp connection. The connection device of the tank valve 6 can in turn be connected, for example, to a vehicle wiring harness, etc.
Durch die Verwendung von verschiedenen Werkstoffen bei Bauteilvorrichtungen 5 und Baugruppen usw. entstehen verschiedene Längenänderungen in Folge von Temperatureinwirkungen und unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten.The use of different materials in component devices 5 and assemblies, etc., results in different changes in length as a result of temperature effects and different thermal expansion coefficients.
Um eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen der Leiterrahmen-Baugruppe 1 und der elektrischen Anschlussvorrichtung der Bauteilvorrichtung 5, hier Tankventil 6, durch die Klemmverbindung sicherzustellen und ein Lösen der Klemmverbindung infolge von Relativbewegungen, insbesondere aufgrund von Temperatureinwirkungen, zu verhindern, ist die Leiterrahmen-Baugruppe 1 derart ausgebildet, dass das Klemmkontaktteil 8 von der thermischen Dehnung anderer Komponenten, z.B. für die Anbindung an das Tankventil 6, entkoppelt ist. Durch eine solche gezielte Entkopplung des Klemmkontaktteils 8 der Leiterrahmen-Baugruppe 1 von thermischer Dehnung kann die Relativbewegung reduziert und die Robustheit der Leiterrahmen-Baugruppe 1 und ihres Klemmkontaktteils 8 erhöht werden. Dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung.To ensure a reliable electrical connection between the leadframe assembly 1 and the electrical connection device of the component device 5, here the tank valve 6, through the clamp connection and to prevent the clamp connection from becoming loose due to relative movements, in particular due to temperature effects, the leadframe assembly 1 is designed such that the clamp contact part 8 is decoupled from the thermal expansion of other components, e.g., for the connection to the tank valve 6. By deliberately decoupling the clamp contact part 8 of the leadframe assembly 1 from thermal expansion, the relative movement can be reduced and the robustness of the leadframe assembly 1 and its clamp contact part 8 can be increased. This applies to all embodiments of the invention.
Die erfindungsgemäße Leiterrahmen-Baugruppe 1 weist einen ersten und einen zweiten Leiterrahmen 7, 9 mit jeweils einem ersten oder inneren Ende 10 und einem zweiten oder äußeren Ende 11 auf. Mit dem ersten oder inneren Ende 10 ist der jeweilige Leiterrahmen 7, 9 mit einem elektrischen Bauteil 2, im vorliegenden Fall einem Sensor, insbesondere einem Temperatursensor 3, verbunden. Das zweite Ende oder äußere Ende 11 des ersten und zweiten Leiterrahmens 7, 9 stellen wiederum das Klemmkontaktteil 8, z.B. den Kontaktmesserabschnitt bzw. das Kontaktmesser, bereit. Das Klemmkontaktteil 8 der Leiterrahmen-Baugruppe wird mit dem dazu korrespondierenden Klemmkontaktteil-Gegenstück der elektrischen Anschlussvorrichtung des Tankventils 6 verbunden, z.B. zusammengesteckt, zum Bereitstellen der Klemmverbindung.The leadframe assembly 1 according to the invention has a first and a second leadframe 7, 9, each with a first or inner end 10 and a second or outer end 11. The first or inner end 10 connects the respective leadframe 7, 9 to an electrical component 2, in this case a sensor, in particular a temperature sensor 3. The second end or outer end 11 of the first and second leadframes 7, 9 in turn provides the clamping contact part 8, e.g., the contact blade section or the contact blade, respectively. The clamping contact part 8 of the leadframe assembly is connected, e.g., plugged together, to the corresponding clamping contact part counterpart of the electrical connection device of the tank valve 6 to provide the clamping connection.
Der erste bzw. zweite Leiterrahmen 7, 9 weist einen ersten oder inneren Abschnitt 12 mit dem ersten oder inneren Ende 10, einen zweiten oder äußeren Abschnitt 13 mit dem zweiten oder äußeren Ende 11 und einen dazwischenliegenden, mittleren in axialer Richtung bzw. Längsrichtung verformbaren Abschnitt 14, z.B. einen Mäander-Abschnitt 15 mit einer Mäandergeometrie oder einen Spiralfeder-Abschnitt mit einer Spiralfedergeometrie auf. Die Erfindung wird anhand der
Der Mäander-Abschnitt 15 ist mit einer Mäandergeometrie aus einer Vielzahl von Umlenkungen 16 ausgebildet, wie in
Die Steifigkeit, insbesondere axiale Steifigkeit oder Steifigkeit in Längsrichtung, des Mäander-Abschnitts 15 des jeweiligen Leiterrahmens 7, 9 lässt sich dabei beispielsweise mit Hilfe der Anzahl an Umlenkungen 16 und der Breite der jeweiligen Umlenkung 16 und der daraus resultierenden Hebelarmlänge, sowie der Leiterrahmendicke usw. einstellen. In den nachfolgenden
Jede Umlenkung 16 mit ihrem Hebelarm besitzt somit eine gewisse Steifigkeit. Die Steifigkeiten, insbesondere axiale Steifigkeiten oder Steifigkeiten in Längsrichtung, der Umlenkungen 16 des Mäander-Abschnitts 15 sind dabei in Reihe geschaltet. Dadurch lässt sich die Kraft bzw. Verschiebekraft durch den Mäander-Abschnitt 15 mit seinen Umlenkungen 16 auf das Klemmkontaktteil 8 gezielt einstellen. Insbesondere lässt sich der jeweilige Mäander-Abschnitt 15 mit seiner Steifigkeit, insbesondere axialen Steifigkeit oder Steifigkeit in Längsrichtung, derart einstellen, dass wenn sich die Leiterrahmen-Baugruppe 1 mit ihren beiden Leiterrahmen 7, 9 und deren Mäander-Abschnitten 15 aufgrund von Temperaturänderungen in axialer Richtung oder Längsrichtung ausdehnt oder zusammenzieht, die daraus resultierende, maximale Kraft bzw. maximale Verschiebekraft vorzugsweise kleiner oder gleich ist als eine Klemmkraft, mit welcher das Klemmkontaktteil 8 der Leiterrahmen-Baugruppe 1 in dem Klemmkontakt-Gegenstück der elektrischen Anschlussvorrichtung darin gehalten oder geklemmt ist. Die Steifigkeit der Leiterrahmen 7, 9 bzw. Leiterbahnen reicht nicht aus, um die Steckkraft zum Verbinden des Klemmkontaktteils 8 mit dem Klemmkontaktteil-Gegenstück aufzunehmen, was sie auch nicht soll. Hierzu dienen die Kunststoffelemente, d.h. die erste und zweite Hülse 20, 27 und das Einlegeteil 18, welche auf Block fahren beim Stecken des Kontakts, das bedeutet, nur die Steifigkeit der Kunststoffelemente und zwischen Klemmstecker und Kunststoffelement.Each deflection 16 with its lever arm thus has a certain stiffness. The stiffnesses, in particular axial stiffnesses or stiffnesses in the longitudinal direction, of the deflections 16 of the meander section 15 are connected in series. This allows the force or displacement force to be specifically adjusted by the meander section 15 with its deflections 16 on the clamping contact part 8. In particular, the respective meander section 15 with its rigidity, in particular axial rigidity or rigidity in the longitudinal direction, can be adjusted such that when the lead frame assembly 1 with its two lead frames 7, 9 and their meander sections 15 expands or contracts in the axial direction or longitudinal direction due to temperature changes, the resulting maximum force or maximum displacement force is preferably less than or equal to a clamping force with which the clamping contact part 8 of the lead frame assembly 1 is held or clamped in the clamping contact counterpart of the electrical connection device therein. The rigidity of the lead frames 7, 9 or conductor tracks is not sufficient to absorb the insertion force for connecting the clamping contact part 8 to the clamping contact counterpart, which is not what it is intended to do. The plastic elements, ie the first and second sleeves 20, 27 and the insert 18, which move to a block when the contact is inserted, are used for this purpose, which means that only the rigidity of the plastic elements and between the terminal plug and the plastic element.
Dadurch, dass die eingestellte resultierende, maximale Verschiebekraft vorzugsweise kleiner oder im Wesentlichen gleich der Klemmkraft ist, kann verhindert werden, dass sich das Klemmkontaktteil 8 und das Klemmkontaktteil-Gegenstück relativ zueinander bewegen können. Insbesondere wird bewirkt, dass das Klemmkontaktteil-Gegenstück, z.B. ein Klemmteil oder eine Schneidklemme, das Klemmkontaktteil 8, insbesondere eine Messerklemme, halten kann und die Klemmverbindung nicht gelockert oder gelöst wird.Because the set resulting maximum displacement force is preferably less than or substantially equal to the clamping force, it is possible to prevent the clamping contact part 8 and the clamping contact part counterpart from moving relative to one another. In particular, this ensures that the clamping contact part counterpart, e.g., a clamping part or an insulation displacement terminal, can hold the clamping contact part 8, in particular a knife clamp, and the clamping connection is not loosened or released.
Durch das Verhindern oder geeignete Reduzieren der Relativbewegung zwischen dem Klemmkontaktteil 8 und dem Klemmkontaktteil-Gegenstück kann dem Auftreten von Verschleiß entgegengewirkt werden und außerdem die Robustheit der Klemmverbindung erhöht werden.By preventing or appropriately reducing the relative movement between the clamping contact part 8 and the clamping contact part counterpart, the occurrence of wear can be counteracted and the robustness of the clamping connection can be increased.
Die Umlenkungen des ersten bzw. zweiten Leiterrahmens 7, 9 sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen identisch, wie insbesondere aus
Des Weiteren sind die Umlenkungen 16 des ersten Leiterrahmens 7 und die Umlenkungen 16 des zweiten Leiterrahmens 9 in den gezeigten Ausführungsbeispielen identisch, wie beispielsweise in nachfolgender
Der jeweilige Leiterrahmen 7, 9 kann mit seinem Mäander-Abschnitt 15 beispielsweise als einfache, zweidimensionale Struktur aus einem entsprechenden, elektrisch leitfähigen Material insbesondere einem elektrisch leitfähigen Metallblech ausgestanzt oder ausgeschnitten werden, z.B. mittels Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden usw.. Grundsätzlich können die Leiterrahmen oder Leiterbahnen auch mehrteilig mittels verschiedener Verfahren hergestellt und beispielsweise zusammengeschweißt werden.The respective lead frame 7, 9 with its meander section 15 can be punched or cut out, for example, as a simple, two-dimensional structure from a corresponding, electrically conductive material, in particular an electrically conductive metal sheet, e.g. by means of water jet cutting or laser cutting, etc. In principle, the lead frames or conductor tracks can also be manufactured in several parts using various processes and, for example, welded together.
Des Weiteren sind die beiden Leiterrahmen 7, 9 mit ihrem jeweiligen Mäander-Abschnitt 15 in dem zuvor genannten Einlegeteil 18 aufgenommen, wie weiter unten beschrieben wird. Das Einlegeteil 18, insbesondere die Einschubhülse, ist beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material, z.B. Kunststoff bzw. elektrisch isolierenden Kunststoff.Furthermore, the two lead frames 7, 9, with their respective meandering sections 15, are accommodated in the aforementioned insert 18, as described further below. The insert 18, in particular the insertion sleeve, is made of an electrically insulating material, e.g., plastic or electrically insulating plastic.
Die Leiterrahmen-Baugruppe 1 wird in einer Bauteil-Hülse 19 eines elektrischen Bauteils 2, hier des Temperatursensors 3, aufgenommen, wie in
Die Leiterrahmen-Baugruppe 1 wird mit ihrer ersten Hülse 20 in die Bauteil-Hülse 19 eingeschoben bis zu einer Einbau- oder Endposition. In der Einbau- oder Endposition liegt die erste Hülse 20 mit ihrem Anschlag 22 außen auf der Bauteil-Hülse 19 auf und der Temperatursensor 3 wird in der Bauteil-Hülse 19 durch die Leiterrahmen-Baugruppe 1, und insbesondere deren erstes oder inneres Ende 10, elektrisch kontaktiert. Wie in dem Ausführungsbeispiel in
Je nach Länge des ersten oder inneren Abschnitts 12, mit welchem die Leiterrahmen-Baugruppe 1 in die Bauteil-Hülse 19 eingeführt wird, kann der erste oder innere Abschnitt 12 wahlweise zusätzlich an wenigstens einer oder, wie in
In diesem Zusammenhang werden außerdem die beiden Leiterrahmen 7, 9 mit ihrem jeweiligen Mäander-Abschnitt 15 in dem Einlegeteil 18 aufgenommen, um ein Einschieben und Befestigen der Leiterrahmen-Baugruppe 1 in der Bauteil-Hülse 19 zu ermöglichen. Dieses Einlegeteil 18, z.B. aus Kunststoff, ermöglicht es, dass die Leiterrahmen-Baugruppe 1 auf Druck belastet werden kann. Das Einlegeteil 18 kann somit als starre Einschubhülse zusammen mit den beiden Leiterrahmen 7, 9 und ihren Mäander-Abschnitten 15 in die Bauteil-Hülse 19 zum Montieren eingeschoben werden. Insbesondere wird dadurch verhindert, dass die Mäander-Abschnitte 15 dabei ungewollt in Längsrichtung derart zusammengedrückt werden können, dass sie sich verbiegen oder beschädigt werden.In this context, the two lead frames 7, 9 with their respective meander sections 15 are also received in the insert 18 to enable the lead frame assembly 1 to be inserted and secured in the component sleeve 19. This insert 18, e.g., made of plastic, enables the lead frame assembly 1 to be subjected to compressive stress. The insert 18 can thus be inserted as a rigid insertion sleeve together with the two lead frames 7, 9 and their meander sections 15 into the component sleeve 19 for assembly. In particular, this prevents the meander sections 15 from being unintentionally compressed longitudinally in such a way that they bend or become damaged.
An dem zweiten oder äußeren Abschnitt 13 ist des Weiteren eine zweite Hülse 27, insbesondere zweite Kunststoffhülse, vorgesehen, beispielsweise durch Umspritzen. Die zweite Hülse 27 ist dabei derart an dem zweiten Abschnitt 13 vorgesehen, dass das zweite oder äußere Ende 11 mit dem Klemmkontaktteil 8, z.B. Kontaktmesser, frei bleibt zum elektrischen Verbinden mit dem dazu korrespondierenden Klemmkontaktteil-Gegenstück, z.B. einem Klemmkontakt oder einem Schneidklemmkontakt, einer elektrischen Anschlussvorrichtung des Tankventils 6.Furthermore, a second sleeve 27, in particular a second plastic sleeve, is provided on the second or outer section 13, for example by overmolding. The second sleeve 27 is provided on the second section 13 in such a way that the second or outer end 11 with the clamping contact part 8, e.g., contact blade, remains free for electrical connection to the corresponding clamping contact part counterpart, e.g., a clamping contact or an insulation displacement contact, of an electrical connection device of the tank valve 6.
Damit die zweite Hülse 13, insbesondere zweite Kunststoffhülse, sich dabei ebenfalls nicht ungewollt in Längsrichtung auf der Leiterrahmen-Baugruppe 1 verschieben kann, weist wenigstens einer der beiden Leiterrahmen 7, 9, wenigstens einen seitlichen Vorsprung 23 bzw. Vorsprung in Querrichtung auf, beispielsweise in Form eines Widerhakens oder Mitnehmers bzw. Knochens, der eine ungewollte Relativbewegung zwischen der zweiten Hülse 13 bzw. Führungshülse und den beiden Leiterrahmen 7, 9 in Längsrichtung verhindert.In order that the second sleeve 13, in particular the second plastic sleeve, cannot also move unintentionally in the longitudinal direction on the lead frame assembly 1, at least one of the two lead frames 7, 9 has at least one lateral projection 23 or projection in the transverse direction, for example in the form of a barb or driver or bone, which prevents an unintentional relative movement between the second sleeve 13 or guide sleeve and the two lead frames 7, 9 in the longitudinal direction.
Wie in
Damit sich die Bauteil-Gruppe 4 in den Tankventilkörper 30 fügen und sich die Klemmverbindung schließen lässt, wird das beschriebene auf Druck belastbare Einlegeteil 18 benötigt, welches jedoch unter Betriebsbedingungen entlastet ist und keine kraftauswirkende Komponente mehr besitzt. Das Einlegeteil 18, z.B. in Form eines einfachen Kunststoffspritzgussteils, ermöglicht es, die beiden Leiterrahmen 7, 9 mit ihren Mäander-Abschnitten 15 zueinander in Position zu halten, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Das Einlegeteil 18 kann beim Einbau auf Druck belastet werden aber nicht auf Zug. Auf diese Weise kann die Bauteil-Gruppe 4 in die Bohrung 28 des Tankventilkörpers 30 eingeschoben werden. Die erste und zweite Hülse 20, 27 bilden jeweils ein erstes und zweites Führungselement bzw. Führungshülse.In order for component group 4 to fit into the tank valve body 30 and for the clamp connection to be closed, the described pressure-resistant insert 18 is required, which, however, is relieved under operating conditions and no longer has any force-exerting components. The insert 18, e.g. in the form of a simple plastic The injection-molded part allows the two lead frames 7, 9 with their meander sections 15 to be held in position relative to one another to prevent a short circuit. The insert 18 can be subjected to compressive but not tensile stress during installation. In this way, the component group 4 can be inserted into the bore 28 of the tank valve body 30. The first and second sleeves 20, 27 each form a first and second guide element or guide sleeve.
Des Weiteren umschließt das Einlegeteil 18 die beiden Leiterrahmen 7, 9 derart, dass es sie gegen die elektrische Masse des Tankventilkörpers 30 elektrisch isoliert. Das Einlegeteil 18 schützt dabei die beiden darin aufgenommenen Leiterrahmen 7, 9 und isoliert diese elektrisch voneinander.Furthermore, the insert 18 encloses the two lead frames 7, 9 in such a way that it electrically insulates them from the electrical ground of the tank valve body 30. The insert 18 protects the two lead frames 7, 9 accommodated therein and electrically insulates them from each other.
Das Einlegeteil 18 ist dazu als eine längliche, insbesondere starre Einschubhülse ausgebildet mit einer in Längsrichtung verlaufenden Aussparung 31, insbesondere nutförmigen Vertiefung, zum Einlegen der Mäander-Abschnitte 15 der beiden Leiterrahmen 7, 9. Das Einlegeteil 18 ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt, beispielsweise aus Kunststoff. In einem Ausführungsbeispiel ist das Einlegeteil 18 beispielsweise als Spritzgussteil aus einem Kunststoff hergestellt. Bei den hierin beschriebenen Elementen aus Kunststoff ist der Kunststoff ein elektrisch isolierender Kunststoff.For this purpose, the insert part 18 is designed as an elongated, in particular rigid, insertion sleeve with a longitudinally extending recess 31, in particular a groove-shaped depression, for inserting the meander sections 15 of the two lead frames 7, 9. The insert part 18 is made of an electrically insulating material, for example, plastic. In one exemplary embodiment, the insert part 18 is made, for example, as an injection-molded part from a plastic. In the plastic elements described herein, the plastic is an electrically insulating plastic.
Die beiden Mäander-Abschnitte 15 des ersten und zweiten Leiterrahmens 7, 9 sind in dem Einlegeteil 18 derart aufgenommen, dass sie sich in axialer Richtung bzw. Längsrichtung der Leiterrahmen-Baugruppe 1 und des Einlegeteils 18 in einem vorbestimmten Maße ausdehnen und zusammenziehen können, wobei die beiden Leiterrahmen 7, 9 dabei voneinander elektrisch isoliert sind bzw. bleiben. Das Ausdehnen und Zusammenziehen überschreitet dabei aber nicht die Klemmkraft der Klemmverbindung von Klemmkontaktteil 8 und Klemmkontaktteil-Gegenstück.The two meander sections 15 of the first and second lead frames 7, 9 are received in the insert part 18 such that they can expand and contract to a predetermined extent in the axial direction or longitudinal direction of the lead frame assembly 1 and the insert part 18, respectively, while the two lead frames 7, 9 are or remain electrically insulated from each other. However, the expansion and contraction do not exceed the clamping force of the clamping connection between the clamping contact part 8 and the clamping contact part counterpart.
In den in den
Dieser Anschlagbereich, in welchem die Bauteil-Hülse 19 des Temperatursensors 3 in der End- oder Einbauposition an dem Tankventilkörper 30 anliegt, bildet eine Form von Festlager. Die Temperatursensor-Hülse bzw. Bauteil-Hülse 19 kann sich also nicht weiter verschieben in Richtung der Bohrung 28. Über die freie Länge wirkt sich eine Temperaturänderung aufgrund der verschiedenen Materialien entsprechend auf die relative End- oder Einbauposition des Klemmkontaktteils 8 aus. Das Klemmkontaktteil 8 bildet in der End- oder Einbauposition eine Form von Loslager. Das Klemmkontaktteil 8 ist dabei mit dem Klemmkontaktteil-Gegenstück verbindbar bzw. verbunden und bildet eine Klemmverbindung. Bei einer Länge von z.B. 96mm ergibt sich bei einer konstanten Temperaturverteilung ein Unterschied von ca. 43µm.This stop area, in which the component sleeve 19 of the temperature sensor 3 rests against the tank valve body 30 in the final or installed position, forms a form of fixed bearing. The temperature sensor sleeve or component sleeve 19 can therefore not move any further in the direction of the bore 28. Across the free length, a temperature change due to the different materials has a corresponding effect on the relative final or installed position of the clamping contact part 8. In the final or installed position, the clamping contact part 8 forms a form of floating bearing. The clamping contact part 8 can be connected or is connected to the clamping contact part counterpart and forms a clamp connection. With a length of 96 mm, for example, a constant temperature distribution results in a difference of approximately 43 µm.
Wie zuvor ausgeführt, besitzt jede Umlenkung 16 des Mäander-Abschnitts 15 eines Leiterrahmens 7, 9 mit ihrem Hebelarm eine gewisse Steifigkeit, insbesondere axiale Steifigkeit bzw. Steifigkeit in Längsrichtung. Da die Steifigkeiten, insbesondere axiale Steifigkeiten bzw. Steifigkeiten in Längsrichtung, der Umlenkungen 16 des Mäander-Abschnitts 15 in Reihe geschaltet sind, lässt sich die Kraft bzw. Verschiebekraft durch den jeweiligen Mäander-Abschnitt 15 mit seinen Umlenkungen 16 auf das Klemmkontaktteil 8 gezielt einstellen. Insbesondere lässt sich der jeweilige Mäander-Abschnitt 15 mit seinen Umlenkungen 16 derart einstellen, dass wenn sich die Leiterrahmen-Baugruppe 1 mit ihren beiden Leiterrahmen 7, 9 und deren Mäander-Abschnitten 15 aufgrund von Temperaturänderungen axial oder in Längsrichtung ausdehnt oder zusammenzieht, die daraus resultierende, maximale Kraft bzw. maximale Verschiebekraft in axialer Richtung oder Längsrichtung vorzugsweise kleiner oder gleich ist als eine Klemmkraft, mit welcher das Klemmkontaktteil 8 der Leiterrahmen-Baugruppe 1 in dem Klemmkontakt-Gegenstück der elektrischen Anschlussvorrichtung gehalten oder geklemmt ist. Mit anderen Worten, lässt sich die Steifigkeit mit Hilfe der Anzahl an Umlenkungen 16, deren Breite und damit Hebelarmläge und/oder der Blechdicke variieren. Jede Umlenkung 16 mit ihrem Hebelarm besitzt somit eine vorbestimmte Steifigkeit, insbesondere axiale Steifigkeit bzw. Steifigkeit in Längsrichtung, und diese Steifigkeiten der Umlenkungen 16 werden in Reihe geschaltet. Somit lässt sich die Kraft auf das Klemmkontaktteil 8 auf Werte kleiner oder gleich der Verschiebekraft bzw. Klemmverschiebekraft reduzieren, so dass die Klemmverbindung bzw. das Klemmkontaktteil-Gegenstück in der Lage ist das Klemmkontaktteil 8, z.B. Kontaktmesser, zu halten und es zu keiner Relativbewegung kommen zu lassen.As previously explained, each deflection 16 of the meander section 15 of a lead frame 7, 9, with its lever arm, has a certain stiffness, in particular axial stiffness or stiffness in the longitudinal direction. Since the stiffnesses, in particular axial stiffness or stiffness in the longitudinal direction, of the deflections 16 of the meander section 15 are connected in series, the force or displacement force exerted by the respective meander section 15 with its deflections 16 on the clamping contact part 8 can be specifically adjusted. In particular, the respective meander section 15 with its deflections 16 can be adjusted such that when the leadframe assembly 1 with its two leadframes 7, 9 and their meander sections 15 expands or contracts axially or longitudinally due to temperature changes, the resulting maximum force or maximum displacement force in the axial or longitudinal direction is preferably less than or equal to a clamping force with which the clamping contact part 8 of the leadframe assembly 1 is held or clamped in the clamping contact counterpart of the electrical connection device. In other words, the rigidity can be varied by means of the number of deflections 16, their width and thus lever arm length and/or the sheet thickness. Each deflection 16 with its lever arm thus has a predetermined rigidity, in particular axial rigidity or rigidity in the longitudinal direction, and these rigidities of the deflections 16 are connected in series. Thus, the force on the clamping contact part 8 can be reduced to values less than or equal to the displacement force or clamping displacement force, so that the clamping connection or the clamping contact part counterpart is able to hold the clamping contact part 8, e.g. contact blade, and prevent any relative movement from occurring.
Dadurch, dass die eingestellte resultierende, maximale Verschiebekraft vorzugsweise kleiner oder im Wesentlichen gleich der Klemmkraft ist, kann verhindert werden, dass sich das Klemmkontaktteil 8 und das Klemmkontaktteil-Gegenstück, welche ein Loslager bilden, relativ zueinander bewegen können. Es handelt sich dabei um ein sog. Loslager mit Reibkraft - Verschiebekraft und nicht um ein reibungsfreies Loslager. Insbesondere wird bewirkt, dass das Klemmkontaktteil-Gegenstück, z.B. ein Klemmteil oder eine Schneidklemme, das Klemmkontaktteil 8, z.B. Kontaktmesser, Kontaktgabel, Kontaktpin usw., halten kann und die Klemmverbindung nicht gelockert oder gelöst wird.Because the set resulting maximum displacement force is preferably smaller than or essentially equal to the clamping force, The clamping contact part 8 and the clamping contact part counterpart, which form a loose bearing, must be prevented from moving relative to one another. This is a so-called loose bearing with frictional force - displacement force, and not a frictionless loose bearing. In particular, this ensures that the clamping contact part counterpart, e.g., a clamping part or an insulation displacement connector, can hold the clamping contact part 8, e.g., contact blade, contact fork, contact pin, etc., and the clamping connection is not loosened or released.
Eine notwendige Verschiebekraft in Klemmverbindungen, z.B. Gabelklemmverbindungen, liegt im Bereich von wenigen Newton, z.B. zwischen 1N und 10N je nach Auslegung, und ist damit niedriger als die entsprechende Kraft bei Temperaturänderung, wie in nachfolgender
In den nachfolgenden
Aus diesem Grund wird das Einlegeteil 18 bzw. die Einschubhülse, wie in den
Das Einlegeteil 18 bzw. die Einschubhülse kann in einer Ausführungsform der Erfindung zusätzlich auf einem oder beiden der Kunststoffführungselementen am Festlager bzw. Loslager gegen ein Verdrehen gesichert werden. Dazu kann die Einschubhülse 18 mit einem Zweiflach versehen werden. Der Zweiflach dient als Führung um zu verhindern, dass das Einlegeteil 18 sich gegenüber der ersten und zweiten Hülse 20, 27 zu stark verdrehen kann. Dazu kann das Längsende des Einlegeteils 18 mit der ersten und/oder zweiten Hülse 20, 27 in Längsrichtung derart zusammensteckbar, insbesondere lose und nicht im Sinne eines Presssitzes zusammensteckbar, ausgebildet sein, dass das Einlegeteil 18 sich gegenüber der ersten bzw. zweiten Hülse 20 bzw. 27 in zusammengestecktem Zustand um ihre Längsachse nicht oder nur in einem vorbestimmten Toleranzbereich drehen kann. Die Spalte 35 zwischen dem jeweiligen Ende des Einlegeteils 18 und der ersten bzw. zweiten Hülse 20, 27 bleiben dabei in montiertem Zustand bestehen.In one embodiment of the invention, the insert part 18 or the insertion sleeve can additionally be secured against rotation on one or both of the plastic guide elements on the fixed bearing or floating bearing. For this purpose, the insertion sleeve 18 can be provided with a dihedral. The dihedral serves as a guide to prevent the insert part 18 from rotating excessively relative to the first and second sleeves 20, 27. For this purpose, the longitudinal end of the insert part 18 can be designed to be plugged together with the first and/or second sleeves 20, 27 in the longitudinal direction, in particular loosely and not in the sense of a press fit, such that the insert part 18 cannot rotate about its longitudinal axis relative to the first or second sleeve 20 or 27 in the plugged-together state, or can only rotate within a predetermined tolerance range. The gaps 35 between the respective end of the insert part 18 and the first or second sleeve 20, 27 remain in the assembled state.
Beispielsweise kann die jeweilige erste bzw. zweite Hülse 20, 27 an ihrem Längsende zwei zusätzliche Vorsprünge aufweisen, mit denen das Längsende der jeweiligen ersten bzw. zweiten Hülse 20, 27 auf ein dazu korrespondierendes Längsende des Einlegeteils bzw. der Einlegehülse 18 aufgeschoben wird, so dass die Einlegehülse sich gegenüber der jeweiligen ersten bzw. zweiten Hülse 20, 27 nicht oder nur in einem vorbestimmten Maß um ihre Längsachse drehen kann. Eine umgekehrte Anordnung der Vorsprünge an dem Einlegeteil ist ebenfalls möglich.For example, the respective first or second sleeve 20, 27 can have two additional projections at its longitudinal end, with which the longitudinal end of the respective first or second sleeve 20, 27 is pushed onto a corresponding longitudinal end of the insert part or insert sleeve 18, so that the insert sleeve cannot rotate about its longitudinal axis relative to the respective first or second sleeve 20, 27, or can only rotate to a predetermined extent. A reversed arrangement of the projections on the insert part is also possible.
Für die Montage bzw. den Einbau wird die Bauteil-Gruppe 4 mit ihrem Einlegeteil 18 im Wesentlichen nur auf Druck belastet, so dass ein Einführen der Bauteil-Gruppe 4 in die Bohrung 28 des Bauteilkörpers 29, hier Tankventilkörpers 30, sowie ein Stecken des Klemmkontaktteils 8 in das korrespondierende Klemmkontaktteil-Gegenstück möglich ist. Sobald sich in diesem Zustand bzw. im eingebauten Zustand die Temperatur ändert, wird sich das elektrisch nichtleitende Kunststoffmaterial der Bauteil-Gruppe 4, z.B. die erste Hülse 20, die zweite Hülse 27, das Einlegeteil 18 usw., in aller Regel stärker thermisch ausdehnen als die beiden Leiterrahmen 7, 9, die Bauteil-Hülse 19 des Temperatursensors 3 und der Tankventilkörper 30.For assembly or installation, component group 4 with its insert 18 is essentially only subjected to compressive stress, allowing insertion of component group 4 into the bore 28 of component body 29, here the tank valve body 30, and insertion of the clamping contact part 8 into the corresponding clamping contact part counterpart. As soon as the temperature changes in this state or in the installed state, the electrically non-conductive plastic material of component group 4, e.g., the first sleeve 20, the second sleeve 27, the insert 18, etc., will generally thermally expand more than the two lead frames 7, 9, the component sleeve 19 of the temperature sensor 3, and the tank valve body 30.
Beim Abkühlen führt dies wiederum zur Entlastung an den beiden Lagerpunkten, d.h. dem Festlager 33 und dem Loslager 34, und es entsteht ein Abstand oder Spalt zwischen diesen und dem Einlegeteil 18. Das Klemmkontaktteil-Gegenstück des Tankventils 6 hält das Klemmkontaktteil 8 der Leiterrahmen-Baugruppe 1 fest in ihrer Position. Beim Erwärmen würde sich das Einlegeteil 18 demnach stärker ausdehnen und das Klemmkontaktteil 8 stärker in das Klemmkontaktteil-Gegenstück des Tankventils 6 in
In den
Wie in den
Die erste Hülse 20 liegt außen auf der Bauteil-Hülse 19 mit ihrem Anschlag 22 auf. Wie zuvor beschrieben, kann wenigstens einer der Leiterrahmen 7, 9 wenigstens einen seitlichen Vorsprung 23 aufweisen, der eine Relativbewegung zwischen erster Hülse 20 und den beiden Leiterrahmen 7, 9 verhindert. Endsprechend kann außerdem wenigstens einer der Leiterrahmen 7, 9 wenigstens einen seitlichen Vorsprung 23 aufweisen, der eine Relativbewegung zwischen der zweiten Hülse 27 und den beiden Leiterrahmen 7, 9 verhindert.The first sleeve 20 rests externally on the component sleeve 19 with its stop 22. As previously described, at least one of the lead frames 7, 9 can have at least one lateral projection 23 that prevents relative movement between the first sleeve 20 and the two lead frames 7, 9. Accordingly, at least one of the lead frames 7, 9 can also have at least one lateral projection 23 that prevents relative movement between the second sleeve 27 and the two lead frames 7, 9.
In
In den
Wie in
Die erste bzw. zweite Hülse 20, 27 isoliert dabei die beiden nebeneinander angeordneten Leiterrahmen 7, 9 voneinander, wie die Schnittansicht der ersten Hülse 20 in
In den
In den
Wie zuvor mit Bezug auf die
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Bauteil-Gruppe 4 mit einer Leiterrahmen-Baugruppe 1, deren Klemmkontaktteil 8 thermisch entkoppelt ist, insbesondere von den übrigen Komponenten der Bauteil-Gruppe 4 und der Bauteilvorrichtung 5 in eingebautem Zustand, derart, dass bei Temperaturänderungen das Klemmkontaktteil 8 in dem Klemmkontaktteil-Gegenstück gehalten werden kann und keine oder im Wesentlichen keine Relativbewegung auftritt.In summary, the present invention relates to a component group 4 with a leadframe assembly 1, the clamping contact part 8 of which is thermally decoupled, in particular from the other components of the component group 4 and the component device 5 in the installed state, such that in the event of temperature changes the clamping contact part 8 can be held in the clamping contact part counterpart and no or substantially no relative movement occurs.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 10 707 003 B2 [0003]US 10 707 003 B2 [0003]
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| DE102024200597.5A DE102024200597A1 (en) | 2024-01-23 | 2024-01-23 | Ladder frame assembly for installation in a tank valve or tank end plug, a component group and a system |
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