CN111051821A - 传感器部件、传感器部件的预组装结构以及用于生产传感器部件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种传感器部件(10)、尤其是用于机动车辆的变速器的传感器部件,该传感器部件包括印刷电路板(12),该印刷电路板具有第一印刷电路板区域(14)和第二印刷电路板区域(16),其中,该第一印刷电路板区域(14)通过铣槽(18)与该第二印刷电路板区域(16)接界并且沿着该铣槽(18)关于该第二印刷电路板区域(16)成角度,并且其中,传感器(22)、尤其是磁阻传感器或霍尔传感器被布置在该第一印刷电路板区域(14)之内或之上。本发明还涉及一种预组装结构(48)以及一种用于生产这种传感器部件(10)的方法。
Description
本发明涉及一种传感器部件、尤其是用于机动车辆的变速器的传感器部件,并且涉及一种预组装结构以及一种用于生产这种传感器部件的方法。
多个电子传感器可以应用于机动车辆的变速器中,尤其是自动变速器中。通过举例的方式,此处的传感器是转速传感器或齿轮致动器传感器,这些传感器监测变速器的机械部件的转速和/或位置。为此目的,必须将相应的传感器布置在要监测的部件附近。这通常在变速器箱中的所谓的传感器罩内实施。
此处通常将连接至一个或多个传感器罩的控制电子器件连同这些传感器罩一起布置在变速器箱内部,以使传感器与所指配的电子器件之间的信号通信路径尽可能地短,从而使得可以避免或减少测量误差。
由于变速器箱内有限的结构空间,期望使传感器部件特别紧凑。然而,这通常需要为每个变速器本身重新设计传感器部件的外形,这可能会显著地增加开发成本和生产成本。
因此,本发明的目的是提供一种特别紧凑并且同时可以灵活地适应不同的变速器几何结构的传感器部件。此外,本发明的目的是提供一种预组装结构以及还有一种用于生产这种传感器部件的方法。
所述目的是通过具有专利权利要求1的特征的传感器部件、具有专利权利要求14的特征的预组装结构以及通过具有专利权利要求15的特征的方法来实现的。
这种传感器部件、尤其是用于机动车辆的变速器的传感器部件包括印刷电路板,该印刷电路板具有第一印刷电路板区域和第二印刷电路板区域,其中,该第一印刷电路板区域通过铣槽与该第二印刷电路板区域接界并且沿着该铣槽关于该第二印刷电路板区域成角度,并且其中,传感器、尤其是磁阻传感器或霍尔传感器被布置在该第一印刷电路板区域之内或之上。
该第一印刷电路板区域与该第二印刷电路板区域之间的铣槽局部地增加该印刷电路板的柔性,并且因此该印刷电路板可以在该铣槽处弯曲或弯折。结果是,可以自由地设置这些印刷电路板区域之间的角度。这允许整个传感器部件的外形灵活地适应于不同的结构空间要求。出于此原因,可以在不同的变速器中使用这种传感器部件,而无需完全重新设计。而是,仅通过适当地设置这些印刷电路板区域之间的角度,就可以实现对新变速器的适应。
在本发明的一个优选实施例中,该传感器通过夹紧设备固持在该印刷电路板上。
例如,这首先确保了该传感器没有任何间隙地固持在该印刷电路板上或在其他附加部件(诸如,磁体或极板)上。以这种方式可以确保该传感器的特别高的测量质量。此外,该夹紧设备还可以预先定位该传感器或使该传感器居中,并且确保在后续组装步骤期间将该传感器保持处于其期望位置。
在本发明的另一优选实施例中,该夹紧设备围绕该第一印刷电路板区域接合,使得该夹紧设备将夹紧力施加在布置在该第一印刷电路板区域的第一侧上的传感器上并且施加在该第一印刷电路板区域的第二侧上。
这确保了该传感器特别好的保留在该印刷电路板上,并且确保将力均匀地引入该传感器中,从而避免损坏。
在本发明的另一优选实施例中,施加在该传感器上的夹紧力小于10N。
就此而言,即使是特别敏感的传感器也可以固定在该印刷电路板上,而不会因为夹紧导致传感器损坏的风险。
在本发明的另一优选实施例中,该夹紧设备具有用于将夹紧力施加在该传感器上的至少一个弹簧元件。
以这种方式提供了特别简单地固定并且同时可逆地可释放的夹紧设备。通过举例的方式,然后可以以直接的方式迅速地校正错误组装的实例,而不会出现废品。
在本发明的另一优选实施例中,至少一个附加部件、尤其是环形磁体和/或极板和/或屏蔽板被布置在该第一印刷电路板区域之内或之上。
通过使用电磁传感器,这种附加部件可以以预先限定的方式改变该传感器的区域中的场线轮廓。结果是,可以提高感测(测量值的获取)的灵敏度和准确性。
在本发明的另一优选实施例中,至少一个附加部件通过该夹紧设备固持在该第一印刷电路板区域上。
在这种情况下,通过该夹紧设备,该附加部件不仅可以相对于该印刷电路板对准,还可以相对于该传感器对准,并且可以牢固地固持在该位置。确切地,当使用了环形磁体与磁阻传感器时,还可以因此确保该传感器与该环形磁体之间不出现间隙,该间隙会导致与期望的场轮廓的偏差。
在本发明的另一优选实施例中,该夹紧设备具有至少两个弹簧元件,这两个弹簧元件中的一个弹簧元件用于将夹紧力施加在该附加部件上和/或用于使该附加部件相对于该传感器对准。
除了固持功能,因此还可以实现该传感器的相对位置与该附加部件的对准,所述对准独立于相对于该印刷电路板的对准。因此,由于仅需为固持功能优化一个弹簧元件,而另一弹簧元件可以被设计用于对准,因此既确保了特别牢固地安装了各个部件,又确保了部件相对于彼此以及相对于该印刷电路板特别好的位置取向。
在本发明的另一优选实施例中,该传感器和/或该附加部件被布置在该第一印刷电路板区域中的贯通开口的区域中。
该传感器的区域中的贯通开口使得可以将附加部件布置在该印刷电路板的相反侧,结果是在该传感器与附加部件之间存在直接接触,并且产生了特别紧凑的设计。
在本发明的另一优选实施例中,该传感器通过电连接装置首先与至少一个导体轨道电连接和/或其次与该第二印刷电路板区域中的至少一个电子部件电连接,其中,该电连接装置优选地是冲压板。
使用这种电连接装置实现了该第一印刷电路板区域与该第二印刷电路板区域之间的接触,该接触能够适应印刷电路板区域之间的任何期望角度。
在本发明的另一优选实施例中,该第二印刷电路板区域具有至少一个贯通开口、尤其是在连接至该传感器的电子部件的区域中。
这种贯通开口首先在电子部件的区域中减轻应力,并且因此减小例如可能在钎焊电子部件期间出现的拉伸应力。此外,当该传感器部件随后利用塑料通过注射成型来封装时,注射成型化合物可以渗入所述贯通开口,从而导致该塑料与该印刷电路板之间固定且牢固的强制锁定连接。
在本发明的另一优选实施例中,该印刷电路板和该传感器由塑料、尤其是热固性塑料或热塑性塑料通过注射成型来封装。
这保护了印刷电路板和传感器免受变速器箱内部的机械负荷和化学负荷的影响,其中传感器部件遭受强烈的机械振动以及由变速器流体引起的热和化学腐蚀。
在本发明的另一优选实施例中,该传感器部件被配置用于对机动车辆的自动变速器进行变速器控制。
所提到的优点在此处特别好的体现出来。
本发明还涉及一种用于传感器部件(尤其是用于所描述类型的传感器部件)的预组装结构,其中,该预组装结构包括印刷电路板,该印刷电路板具有第一印刷电路板区域和第二印刷电路板区域,其中,该第一印刷电路板区域通过铣槽与该第二印刷电路板区域接界,并且其中,传感器、尤其是磁阻传感器或霍尔传感器被布置在该第一印刷电路板区域中并且通过夹紧设备固持在该第一印刷电路板区域上。
这种预组装结构是在利用塑料通过注射成型而最终封装印刷电路板和传感器之前生产的,并且可以以这种形式***注射成型工具中。通过该夹紧设备进行夹紧确保了当这些印刷电路板区域相对于彼此弯折时以及在通过注射成型进行封装期间,该预组装结构的各个部件不会移位。
此外,本发明涉及一种用于生产传感器部件、尤其是以上已描述类型的传感器部件的方法,该方法包括以下步骤:
-提供印刷电路板,该印刷电路板具有第一印刷电路板区域和第二印刷电路板区域,其中,该第一印刷电路板区域通过铣槽与该第二印刷电路板区域接界;
-在该第一印刷电路板区域中布置传感器;
-通过夹紧设备将该传感器预固定在该第一印刷电路板区域上;
-将该印刷电路板***注射成型工具中,其中,在该***期间预先限定该第一印刷电路板区域与该第二印刷电路板区域之间的预先限定角度;
-利用塑料、尤其是热固性塑料或热塑性塑料通过注射成型来封装该印刷电路板。
这使得能够快速并且灵活地生产以上已描述类型的传感器部件。为了设置印刷电路板区域之间的不同角度,此处仅需要调整该注射成型工具。然而,这通常可以通过不同的***器、滑动装置等以简单的方式来实现,并且因此不需要对该注射成型工具的基本构造进行任何改变。因此,可以特别地具有成本效益地生产适应于不同安装位置的传感器部件。
下面将参照附图更详细地解释本发明及其实施例。此处,
图1示出了根据本发明的用于传感器部件的一个示例性实施例的具有传感器的印刷电路板的示意性侧视图;
图2示出了穿过根据图1的印刷电路板和传感器的纵向截面图示;
图3示出了根据本发明的用于传感器部件的一个示例性实施例的具有夹紧设备的预组装结构的示意性侧视图;
图4示出了穿过根据图3的预组装结构的纵向截面图示;
图5示出了在夹紧设备的区域中穿过根据图3的预组装结构的纵向截面图示;
图6示出了在夹紧设备的区域中穿过根据图3的预组装结构的横截面图示;
图7示出了根据本发明的利用塑料通过注射成型来封装的传感器部件的一个示例性实施例的透视图;并且
图8示出了穿过根据图7的传感器部件的纵向截面图示。
图1示出的传感器部件(所述传感器部件整体上用10表示)包括印刷电路板12,该印刷电路板具有第一印刷电路板区域14和第二印刷电路板区域16。在印刷电路板区域14、16之间引入铣槽18。印刷电路板区域14、16相对于彼此成0°至120°(优选地1°至90°)的角度,以使传感器部件10适应可用的结构空间。
例如,印刷电路板12可以由常规材料(诸如增强纤维的环氧树脂、聚酰亚胺)构成,并且优选地具有1.00mm至2.50mm、尤其优选地0.80mm至2.20mm的材料厚度。铣槽18的区域中材料厚度减小,以使印刷电路板区域14、16相对于彼此成角度。
电子部件20被布置在第二印刷电路板区域16中,所述电子部件用于驱动布置在第一印刷电路板区域14中的传感器22。在这种情况下,在附图中通过举例的方式仅展示了一个电子部件20。这些电子部件可以体现为例如用于对传感器22的信号进行预放大或滤波的电路。传感器22优选地是磁阻传感器或霍尔传感器,该传感器可以用于检测例如变速器部件的转速或空间位置或空间运动。
引线架24用于将传感器22电连接至电子部件20,所述引线架在铣槽18上延伸并且被钎焊到印刷电路板区域14、16或被钎焊到这些印刷电路板区域上布置的部件。
如可以在图2的截面图示中看出,传感器22和第一印刷电路板区域的至少一个电子部件20两者均布置在穿过第一印刷电路板区域14和第二印刷电路板区域16的相应贯通开口26、28的区域中。
在这种情况下,第二印刷电路板区域16中的贯通开口28基本上用于对可能在钎焊电子部件20期间产生的热应力进行应力减轻。此外,当传感器部件10随后通过注射成型来封装时,注射成型化合物可以渗入贯通开口28,并且因此形成与印刷电路板12的强制锁定接合。
相比之下,第一印刷电路板区域14中的贯通开口26容纳环形磁体30,该环形磁体因此可以以特别紧凑的设计与传感器22直接接触。这种环形磁体30使得可以调整传感器22的区域中场线轮廓,以提高该传感器的准确性和灵敏度。
为了相对于彼此以及相对于第一印刷电路板区域14定位和固定传感器22和环形磁体30,在通过注射成型封装传感器部件10之前组装了夹紧设备32,如可以在图3和图4中看出。夹紧设备32围绕第一印刷电路板区域14接合,并且优选地将夹紧力施加在传感器22、环形磁体30以及还有第一印刷电路板区域14的第一侧34和第二侧36上。在这种情况下,作用在传感器22上的夹紧力优选地小于10N,以防止破坏传感器22。
图5和图6中详细地示出了夹紧设备32的配置。夹紧设备32的第一部分区域40布置在第一印刷电路板区域14的第一侧34,并且通过第一弹簧元件38将期望的夹紧力施加在传感器22上。夹紧设备32的第二部分区域42从第一印刷电路板区域14的第二侧36围绕该第一印刷电路板区域接合,并且通过多个支撑元件44作为夹紧力的反向支持件(counterholder)起作用。结果是,传感器22和环形磁体30相对于彼此固定并且相对于印刷电路板12固定。
如图6示出的穿过夹紧设备32的截面显示所述夹紧设备在第二部分区域42中具有另外两个弹簧元件46。所述弹簧元件围绕环形磁体30接合,以便也在该方向相对于传感器22和印刷电路板12来定位所述环形磁体(或使其居中)并且牢固地固持所述环形磁体。
一旦传感器20和环形磁体30已经通过夹紧设备32以这种方式固定,因此形成的预组装结构48就被***注射成型工具中。当该注射成型工具封闭时,根据该工具的几何结构就设定了印刷电路板区域14、16之间的期望角度。然后,利用塑料(尤其是热塑性塑料或热固性塑料)通过注射成型来封装预组装结构48。在这种情况下,优选地使用热固性塑料组中的一种塑料。
以这种方式,塑料壳体50形成在预组装结构48周围,并且保护具有电子部件20、传感器22和环形磁体30的印刷电路板12免受损坏和腐蚀。
总体而言,因此提供了可以灵活地适应不同的结构空间需求并且在这种情况下仍然易于生产的传感器部件10。
Claims (15)
1.一种传感器部件(10)、尤其是用于机动车辆的变速器的传感器部件,该传感器部件包括印刷电路板(12),该印刷电路板具有第一印刷电路板区域(14)和第二印刷电路板区域(16),其中,该第一印刷电路板区域(14)通过铣槽(18)与该第二印刷电路板区域(16)接界并且沿着该铣槽(18)关于该第二印刷电路板区域(16)成角度,并且其中,传感器(22)、尤其是磁阻传感器或霍尔传感器被布置在该第一印刷电路板区域(14)之内或之上。
2.如权利要求1所述的传感器部件(10),其中,该传感器(22)通过夹紧设备(32)固持在该印刷电路板(12)上。
3.如权利要求2所述的传感器部件(10),其中,该夹紧设备(32)围绕该第一印刷电路板区域(14)接合,使得该夹紧设备(32)将夹紧力施加在布置在该第一印刷电路板区域(14)的第一侧(34)上的传感器(22)上并且施加在该第一印刷电路板区域(14)的第二侧(36)上。
4.如权利要求2或3所述的传感器部件(10),其中,施加在该传感器(22)上的夹紧力小于10N。
5.如权利要求2至4中任一项所述的传感器部件(10),其中,该夹紧设备(32)具有用于将该夹紧力施加在该传感器(22)上的至少一个弹簧元件(38)。
6.如权利要求1至5中任一项所述的传感器部件(10),其中,至少一个附加部件(30)、尤其是环形磁体和/或极板和/或屏蔽板被布置在该第一印刷电路板区域(14)之内或之上。
7.向回引用权利要求2至5中的任一项的、如权利要求6所述的传感器部件(10),其中,该至少一个附加部件(30)通过该夹紧设备(32)固持在该第一印刷电路板区域(14)上。
8.如权利要求7所述的传感器部件(10),其中,该夹紧设备(32)具有至少两个弹簧元件(38,46),这两个弹簧元件中的一个弹簧元件(46)用于将夹紧力施加在该附加部件(30)上和/或用于使该附加部件(30)相对于该传感器(22)对准。
9.如权利要求1至8中任一项所述的传感器部件(10),其中,该传感器(22)和/或该附加部件(30)被布置在该第一印刷电路板区域(14)中的贯通开口(28)的区域中。
10.如权利要求1至9中任一项所述的传感器部件(10),其中,该传感器(22)通过电连接装置(24)首先与至少一个导体轨道电连接和/或其次与该第二印刷电路板区域(16)中的至少一个电子部件(20)电连接,其中,该电连接装置(24)优选地是冲压板。
11.如权利要求1至10中任一项所述的传感器部件(10),其中,该第二印刷电路板区域(16)具有至少一个贯通开口(26)、尤其是在连接至该传感器(22)的电子部件(20)的区域中。
12.如权利要求1至11中任一项所述的传感器部件(10),其中,该印刷电路板(12)和该传感器(22)是由塑料、尤其是热固性塑料或热塑性塑料通过注射成型来封装的。
13.如权利要求1至12中任一项所述的传感器部件(10),该传感器部件被配置用于对机动车辆的自动变速器进行变速器控制。
14.一种用于传感器部件(10)的预组装结构(48),尤其是用于如权利要求1至13中任一项所述的传感器部件(10)的预组装结构,其中,该预组装结构(48)包括印刷电路板(12),该印刷电路板具有第一印刷电路板区域(14)和第二印刷电路板区域(16),其中,该第一印刷电路板区域(14)通过铣槽(18)与该第二印刷电路板区域(16)接界,并且其中,传感器(22)、尤其是磁阻传感器或霍尔传感器被布置在该第一印刷电路板区域(14)中并且通过夹紧设备(32)固持在该第一印刷电路板区域(14)上。
15.一种用于生产尤其是如权利要求1至13中任一项所述的传感器部件(10)的方法,该方法包括以下步骤:
-提供印刷电路板(12),该印刷电路板具有第一印刷电路板区域(14)和第二印刷电路板区域(16),其中,该第一印刷电路板区域(14)通过铣槽(18)与该第二印刷电路板区域(16)接界;
-在该第一印刷电路板区域(14)中布置传感器(22);
-通过夹紧设备(32)将该传感器(22)预固定在该第一印刷电路板区域(14)上;
-将该印刷电路板(12)***注射成型工具中,其中,在该***期间预先限定该第一印刷电路板区域(14)与该第二印刷电路板区域(16)之间的预先限定角度;
-利用塑料、尤其是热固性塑料或热塑性塑料通过注射成型来封装该印刷电路板(12)。
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