DE19806722A1 - Active sensor with electronic component, e.g. for motor vehicle braking system - Google Patents
Active sensor with electronic component, e.g. for motor vehicle braking systemInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einem elektronischen Bauelement zur Erzeugung von Signalen, das über eine Funktionsfläche und einen Luftspalt berührungsfrei mit einem Encoder zusammenwirkt. Dabei ist das Bauelement üblicherweise zumindest teilsweise im Sensorgehäuse angeordnet.The invention relates to a sensor with an electronic Component for generating signals that a Functional area and an air gap without contact with a Encoder interacts. The component is usually at least partially arranged in the sensor housing.
Auf der Basis von magnetostatisch bzw. magnetoresistiv empfindlichen Sensorelementen in Verbindung mit integrierten Schaltkreisen werden heute in großen Stückzahlen sogenannte aktive Sensoren hergestellt, die beispielsweise als Meßwertgeber zur Ermittlung von Ortsverschiebungen, Geschwindigkeiten und Drehzahlen verwendet werden können und von denen insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Antiblockiersystemen (ABS), Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder Fahrstabilitätsregelung (ASMS) pro Rad je ein Exemplar benötigt wird. Derartige aktive Sensoren sind karosseriefest angeordnet und wirken mit Encodern zusammen, die mechanisch mit den sich drehenden Rädern verbunden sind.Based on magnetostatic or magnetoresistive sensitive sensor elements in connection with integrated Circuits are so-called in large numbers today active sensors manufactured, for example, as Transducers for determining location shifts, Speeds and speeds can be used and of which in particular in motor vehicles Anti-lock braking systems (ABS), traction control system (ASR) and / or driving stability control (ASMS) per wheel Copy is needed. Such active sensors are arranged fixed to the body and interact with encoders, which are mechanically connected to the rotating wheels.
Gegenüber sogenannten passiven Sensoren, die eine Spule mit Magnetkern erfordern, bauen aktive Sensoren sehr klein, was in vielfacher Hinsicht vorteilhaft ist. Ihre Funktionsgenauigkeit hängt jedoch in erheblichem Maße davon ab, daß sie in einem definiertem engen Abstand zum Encoder, dem sogenannten Luftspalt, angeordnet sind und daß sich dieser Abstand während des Betriebes nicht ändert. Auf der anderen Seite sind die aktiven Sensoren insbesondere in Kraftfahrzeugen vielfältigen Beanspruchungen ausgesetzt, so daß es zwingend erforderlich ist, sie in ein schützendes Gehäuse einzubetten, das zuverlässig den Zutritt von Feuchtigkeit in die empfindlichen Sensorelemente verhindert.Compared to so-called passive sensors that have a coil Magnetic core require, active sensors build very small what is beneficial in many ways. Your Functional accuracy depends to a large extent on this that they are at a defined close distance from the encoder, the so-called air gap, are arranged and that itself this distance does not change during operation. On the the other side are the active sensors in particular Motor vehicles exposed to a variety of stresses, so that it is imperative to put them in a protective Embed housing that reliably allows access from Prevents moisture in the sensitive sensor elements.
In diesem Zusammenhang ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 12 765 A1 bereits ein durch Spritzgießen hergestelltes zweiteiliges Gehäuse vorgeschlagen worden, wobei der im ersten Schritt hergestellte Gehäuseteil die Abdeckung der Funktionsfläche des Sensorelementes umfaßt und Positionierungshilfen für das Einlegen in die Spritzgießform für den zweiten Spritzgießvorgang aufweist. Außerdem ist vorgesehen, daß der erste Gehäuseteil an der Grenzfläche zum zweiten Gehäuseteil aufschmelzbare Bereiche aufweist, damit eine sichere, stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden Gehäuseteilen hergestellt werden kann, was für eine wirksame Feuchtigkeitsabdichtung als erforderlich angesehen wird.In this context, the German Published patent application DE 196 12 765 A1 Injection molded two-part housing proposed been, the housing part produced in the first step covers the functional surface of the sensor element and positioning aids for insertion into the Injection mold for the second injection molding process. It is also provided that the first housing part on the Areas to be melted on the interface to the second housing part has, so that a secure, integral connection what can be produced between the two housing parts for an effective moisture seal as required is seen.
Auf diese Weise können Gehäuse für elektronische Bauelemente gefertigt werden, die druckwasserdicht sind und daher einen wirksamen Schutz der elektronischen Bauelemente gegen schädliche Umwelteinflüsse bilden. Derartige Gehäuse weisen jedoch noch funktionelle Nachteile auf, weil die Abdeckung über der Funktionsfläche nicht optimal gestaltet werden kann. Auf der einen Seite sind durch Spritzgießen nicht beliebig dünne Wandungen herstellbar, so daß die Abdeckung über der Funktionsfläche bei dem bekannten Verfahren eine fertigungsbedingte Dicke nicht unterschreiten kann. Auf der anderen Seite hängt die Dicke der Abdeckung über der Funktionsfläche von der genauen Positionierung des elektronischen Bauelementes in der Spritzform ab, die entweder nur mit erheblichem fertigungstechnischen Aufwand möglich ist oder bei der verhältnismäßig große Toleranzen in Kauf genommen werden müssen.In this way, housings for electronic components are manufactured that are water pressure tight and therefore one effective protection of electronic components against form harmful environmental influences. Such housings have however, functional disadvantages still arise because of the cover cannot be optimally designed above the functional surface. On the one hand, injection molding does not mean anything thin walls can be made so that the cover over the Functional area in the known method production-related thickness can not be less. On the on the other hand, the thickness of the cover depends on the Functional area from the exact positioning of the electronic component in the injection mold, the either only with considerable manufacturing effort is possible or in the case of relatively large tolerances in Purchase must be made.
Es besteht somit die Aufgabe, einen Sensor der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Abdeckung über der Funktionsfläche beliebig dünn und in engen Dickentoleranzen reproduzierbar hergestellt werden kann, ohne-daß Einbußen hinsichtlich der druckwasserdichten Einbettung des elektronischen Bauelementes in Kauf genommen werden müssen.There is therefore the task of a sensor of the beginning to propose the type mentioned, in which the cover over the Functional surface as thin as desired and in narrow thickness tolerances can be produced reproducibly without loss with regard to the water pressure-tight embedding of the electronic component must be accepted.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einem gattungsgemäßen Sensor, bei dem es sich vorzugsweise um einen aktiven Sensor handelt, das elektronische Bauelement zwischen der Funktionsfläche und dem Encoder ein flächiges Abdeckteil aufweist, das randseitig mit dem Gehäuse des Sensors dichtend verbunden ist. Die Erfindung geht von der Erwägung aus, daß gesondert hergestellte Abdeckteile zwar einen gewissen Mehraufwand bei der Herstellung darstellen, daß auf diese Weise aber die in der Aufgabenstellung genannten Forderungen optimal erfüllt werden können. Insbesondere kann auch der zwischen Sensorelement und Encoder erforderliche Luftspalt größer gehalten werden, da das erfindungsgemäße Abdeckteil dünnwandiger als bei bekannten Sensoren ausgebildet sein kann. Die dichtende Verbindung zwischen dem flächigen Abdeckteil und dem Sensorgehäuse wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß beide Bauteile stoffschlüssig miteinander verbunden sind. To solve this problem, the invention proposes that with a generic sensor in which it is is preferably an active sensor that electronic component between the functional surface and the Encoder has a flat cover part with the edge is sealed to the housing of the sensor. The invention proceeds from the consideration that separately manufactured Cover parts have a certain additional effort in the Manufacturing represent that in this way but in the Task requirements are optimally met can. In particular, that between the sensor element and Encoder required air gap can be kept larger because the cover part of the invention is thinner than at known sensors can be formed. The poet Connection between the flat cover and the Sensor housing is preferably achieved in that both Components are integrally connected.
Wählt man als Abdeckteil beispielsweise eine Kunststoffolie definierter Dicke, so kann man sicher sein, ein Abdeckteil für die Funktionsfläche zu haben, das durchgängig eine gleichmäßige Dicke aufweist. Die Dicke kann in engen Grenzen über lange Produktionszeiträume konstant gehalten werden. Außerdem kann man noch auf Kunststoffe zurückgreifen, die für das Spritzgießen nicht oder weniger gut geeignet sind. Es muß nur gewährleistet sein, daß eine feuchtigkeitsdichte Verbindung mit dem restlichen, im Spritzgießverfahren hergestellten Gehäuse möglich ist.If you choose, for example, a plastic film as the cover part defined thickness, so you can be sure of a cover to have for the functional surface, the one throughout has uniform thickness. The thickness can be within narrow limits be kept constant over long production periods. You can also fall back on plastics that are used for the injection molding is not or less suitable. It must just be sure to be moisture proof Connection with the rest, by injection molding manufactured housing is possible.
Man kann aber auch andere vorgefertigte Kunststoffteile als Abdeckteil verwenden, beispielsweise deckelartige Teile mit einem randseitig umlaufenden Steg. Bei derartigen Abdeckteilen hat man die Möglichkeit, den die Funktionsfläche abdeckenden Bereich durch Materialabtrag exakt auf eine vorgegebene Dicke zu bringen, falls dies durch den vorausgehenden Herstellungsschritt für das Abdeckteil nicht ohne weiteres erreichbar ist. Alternativ ist es aber auch denkbar, das Abdeckteil mit dem Gehäuse zu verschweißen. Dies kommt insbesondere in den Fällen in Betracht, bei denen das Abdeckteil als Kunststoffolie ausgebildet ist.But you can also use other prefabricated plastic parts than Use cover part, for example with lid-like parts a web running around the edge. With such Cover parts have the option of the functional surface covering area due to material removal exactly on one bring predetermined thickness, if this by the previous manufacturing step for the cover part is not is easily accessible. Alternatively, it is conceivable to weld the cover part to the housing. This is particularly considered in cases where the Cover part is designed as a plastic film.
Für die Verbindung des Abdeckteiles mit dem vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellten Gehäuse sind alle Verfahren geeignet, mit denen die geforderte Dichtigkeit erreicht werden kann. Mit Vorteil kann die Verbindung gleichzeitig mit der Herstellung der Gehäuse in der Spritzform hergestellt werden. Hier kann man in bekannter Weise durch Materialauswahl und Temperaturführung auf ein oberflächliches Anschmelzen des Abdeckteiles zurückgreifen. For the connection of the cover part with the preferably Housings made by injection molding are all processes suitable with which the required tightness is achieved can be. The connection can also be used at the same time the manufacture of the housing in the injection mold become. Here you can go through in a known manner Material selection and temperature control on a superficial Melt the cover part.
Maßgebend muß in jedem Fall sein, daß die Funktionsfläche des elektronischen Bauelementes mit einem Abdeckteil überspannt ist, dessen Dicke keine zu hohe herstellungsbedingte Untergrenze aufweist und dessen Dicke in sehr engen Grenzen dauerhaft eingehalten werden kann. Nur auf diese Weise kann erreicht werden, daß der Abstand zwischen der Funktionsfläche und dem zugehörigen Encoder im wesentlichen nur von der Einbaugenauigkeit und nicht auch von den Dickentoleranzen des Abdeckteiles beeinflußt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Sensor kann aufgrund des minimalen Luftspaltverlustes die Ansprechgenauigkeit aktiver Sensoren erheblich verbessert werden. Aber auch bei passiven Sensoren könnte die vorliegende Erfindung Einsatz finden.The decisive factor in any case must be that the functional surface of the electronic component spanned with a cover is whose thickness is not too high due to manufacturing Has lower limit and its thickness within very narrow limits can be maintained permanently. Only in this way can achieved that the distance between the functional surface and the associated encoder essentially only from the Installation accuracy and not also from the thickness tolerances of the Cover part is affected. With the invention Due to the minimal loss of air gap, the sensor can Response accuracy of active sensors significantly improved become. But this could also apply to passive sensors present invention find use.
Weitere Einzelheiten werden anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:Further details are explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 3. Show it:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors im Längsschnitt, Fig. 1 shows a first embodiment of the sensor according to the invention in longitudinal section;
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Abdeckung im Längs schnitt und Fig. 2 shows a second embodiment of the cover in longitudinal section and
Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Abdeckung, ebenfalls im Längsschnitt. Fig. 3 shows a third embodiment of the cover, also in longitudinal section.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Sensor 10 mit einem Gehäuse 1 ist eine Funktionsfläche 2 eines elektronischen Bauelementes 6 mit einem Abdeckteil in Form eines Abschnittes einer Kunststoffolie 3 versehen, das randseitig in das vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellte Gehäuse 1 eingebunden ist. Mit 8 ist ein dem elektronischen Bauelement 6 beabstandet gegenüberliegender Encoder angedeutet, der den Meßwertgeber zur Erzeugung von Signalen komplettiert, die beispielsweise eine Drehzahl repräsentieren. Mit L ist der Luftspalt zwischen der Funktionsfläche 2 des Bauelementes 6 und dem Encoder 8 bezeichnet. Über elektrische Leitungen 9 ist das elektronische Bauelement 6 mit einem integrierten Schaltkreis oder dergleichen verbunden, wo die Signale aufbereitet und an ein Regelsystem weitergegeben werden.In the sensor 10 according to the invention shown in FIG. 1 with a housing 1 , a functional surface 2 of an electronic component 6 is provided with a cover part in the form of a section of a plastic film 3 , which is integrated on the edge side into the housing 1 , which is preferably produced by injection molding. Indicated at 8 is an encoder which is spaced apart from the electronic component 6 and completes the transmitter for generating signals which represent, for example, a rotational speed. L denotes the air gap between the functional surface 2 of the component 6 and the encoder 8 . The electronic component 6 is connected via electrical lines 9 to an integrated circuit or the like, where the signals are processed and passed on to a control system.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform umfaßt das flächige Abdeckteil ein vorgefertigtes deckelartiges Kunststoffteil 4, das über der Funktionsfläche 2 eine definierte Dicke aufweist und das das Bauelement 6 mit einem umlaufenden Steg 7 randseitig umgreift. Auch in diesem Fall ist das Kunststoffteil 4 bei der Herstellung des Gehäuses 1 durch Spritzgießen mit der Gehäuse 1 verbunden worden. Mit 9 ist wiederum eine elektrische Leitung bezeichnet.In the embodiment shown in FIG. 2, the flat cover part comprises a prefabricated cover-like plastic part 4 , which has a defined thickness above the functional surface 2 and which surrounds the component 6 with a peripheral web 7 on the edge side. Also in this case, the plastic piece 4 has been connected during manufacture of the housing 1 by injection molding with the housing. 1 With 9 again an electrical line is designated.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 schließt die Gehäuse 1 bündig mit der Funktionsfläche 2 des insbesondere als Sensorelement ausgebildeten elektronischen Bauteils 6 ab, das wiederum durch eine elektrische Leitung 9 mit einem integrierten Schaltkreis verbunden ist. Zur Abdeckung der Funktionsfläche 2 ist ein Abschnitt einer Kunststoffolie 5 angeordnet, der randseitig umlaufend durch Schweißen, beispielsweise Spiegelschweißen, mit dem Gehäuse 1 verbunden ist.In the embodiment according to FIG. 3, the housing 1 is flush with the functional surface 2 of the electronic component 6 , which is designed in particular as a sensor element and is in turn connected to an integrated circuit by an electrical line 9 . To cover the functional surface 2 , a section of a plastic film 5 is arranged, which is connected to the housing 1 all round by welding, for example mirror welding.
In allen dargestellten Fällen ist es möglich, die Abdeckung 3, 4, 5 über der Funktionsfläche 2 mit einer streng definierten Dicke auszubilden, so daß der Abstand L zwischen der Funktionsfläche 2 und dem Encoder 8 sehr genau eingestellt werden kann und nicht durch Dickentoleranzen der Abdeckung verfälscht wird, wie sie bei Gehäusen nach dem Stand der Technik bisher unvermeidlich waren.In all the cases shown, it is possible to form the cover 3 , 4 , 5 over the functional surface 2 with a strictly defined thickness, so that the distance L between the functional surface 2 and the encoder 8 can be set very precisely and not by thickness tolerances of the cover is falsified, as they were previously inevitable with housings according to the prior art.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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Owner name: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, D |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R120 | Application withdrawn or ip right abandoned |
Effective date: 20111207 |