DE10155535A1 - Radsensor mit einem Kunststoffgehäuse und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Beschrieben ist ein Radsensor (1, 2) für Kraftfahrzeuge mit einem Kunststoffgehäuse (3, 4, 5, 6) und ein Verfahren zu dessen Herstellung, wobei das Kunststoffgehäuse die elektronischen Bauelemente (7, 8) des Sensors umschließt und bei dem das Kunststoffgehäuse mehrteilig formschlüssig und gegen Feuchtigkeit abdichtend aus zumindest einem Sensorstecker (4) zur Anbindung einer Sensorsignalleitung (21) und einer Sensorbasis (6), welche die elektronischen Bauelemente trägt, zusammengesetzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen aktiven Radsensor gemäß Oberbe­ griff von Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 10.

Raddrehzahlsensoren werden in großem Umfang in Kraftfahrzeu­ gen mit elektronisch geregelten Bremssystemen, z. B. Bremsan­ lagen mit ABS oder ESP, eingesetzt. In der Regel ist hierzu an jedem Fahrzeugrad ein Drehzahlsensor im Bereich des Rad­ lagers angeordnet, wobei auch integrierte Radlager/Rad­ sensor-Einheiten bekannt sind. Von der Elektronik des Dreh­ zahlsensors besteht eine elektrische Verbindung zu einem Bremsenssteuergerät, welche z. B. eine kombinierte Elektro­ nik-/Hydraulikeinheit ist. Raddrehzahlsensoren, wie sie zum Beispiel aus der Internationalen Patentanmeldung PCT/EP97/01456 (P 8642) hervorgehen, erfassen berührungslos beispielsweise das Magnetfeld eines mechanisch mit dem Rad verbundenen rotierenden Encoders. Zum Schutz vor Umweltein­ flüssen ist das Gehäuse des Sensors durch Umspritzen mit Kunststoff gefertigt. Das Spritzgußgehäuse eines aus der ge­ nannten Druckschrift bekannten Raddrehzahlsensors zeigt Fig. 4. Wie aus der Figur ersichtlich ist, werden die Stecker 3 zum Anschluß der zum elektronischen Steuergerät führenden Sensorleitung häufig abgewinkelt gefertigt, wodurch sich konstruktive Vorteile bei der Montage des Sensoranschlußka­ bels ergeben. Es besteht nun das Problem, daß bauliche Ab­ wandlungen des Sensorgehäuses, wie zum Beispiel unterschied­ liche Richtungen der Abwinklung, für verschiedene Kraftfahr­ zeugtypen nur durch eine kostenintensive Änderung des Spritzgußverfahrens erreicht werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sensor an­ zugeben, bei dem sich die Gehäusebauform kostengünstig an spezifische Anforderungen anpassen läßt.

Diese Aufgabe wird durch den Radsensor gemäß Anspruch 1 und das Verfahren zur Herstellung eines Radsensors gemäß An­ spruch 10 gelöst.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstel­ lung eines erfindungsgemäßen Sensors, insbesondere eines Raddrehzahlsensors für Kraftfahrzeuge.

Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung.

Bei den mit den Radsensoren bevorzugt verbindbaren elektro­ nischen Bremsensteuergeräten handelt es sich insbesondere um universell einsetzbare Steuergeräte aus einer Hydraulikein­ heit (HCU) und einer Elektronikeinheit (ECU). Mit diesen Steuergeräten können vielfältige Bremsen- und Fahrdynamik­ regelungen bzw. -eingriffe, wie beispielsweise ABS, ABS plus, ASR oder ESP realisiert werden. Die Steuergeräte kön­ nen aber auch Bestandteile einer sogenannten "brake-by­ wire"-Bremsanlage, wie z. B. EHB (elektrohydraulische Bremse) oder EMB (elektromechanische Bremse), sein, bei der der Fahrerbremswunsch, welcher üblicherweise durch das Bremspe­ dal eingegeben wird, über elektrische Signalleitungen an das Steuergerät übertragen wird.

Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßer Raddrehzahlsensor und ein Verfahren zu dessen Herstellung an Hand eines in den Fi­ guren erläuterten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1a eine räumliche Darstellung aller zur Herstellung des beispielsgemäßen Sensors vorgesehenen Einzelele­ mente,

Fig. 1b einen zusammengefügten Sensor mit angedeuteter elektrischer Sensorleitung,

Fig. 2 eine veränderte Ansicht des Sensors aus Fig. 1b,

Fig. 3 eine weitere veränderte Ansicht des Sensors aus Fig. 1b,

Fig. 4 zeigt einen aktiven Raddrehzahlsensor nach dem Stand der Technik mit abgewinkeltem Sensorstecker 3,

Fig. 5 einen Sensor entsprechend Fig. 1b ohne eingesetz­ ten Sensorstecker und

Fig. 6 eine Sensorbasis mit eingelegten elektronischen Bauelementen vor der Entfernung des Kontaktrahmens.

In Fig. 1a sind sämtliche Einzelteile, aus denen Sensor 1 zusammengefügt ist, dargestellt. Die dargestellten Teile sind überwiegend mittels Spritzgußtechnik hergestellt und bestehen aus einem geeigneten witterungsbeständigen Kunst­ stoffmaterial. 4 bezeichnet einen Sensorstecker, welcher in einem separaten Werkzeug gespritzt sein kann. Mit 15 sind metallische Steckkontakte des Steckers 4 bezeichnet, die im fertigen Sensor in den Stecker eingespritzt sind. Sensorba­ sis 6 dient zur Aufnahme der Sensorbauelemente 7,9 und wird mit Stecker 4 über das Entlang der Längsachse 14 in Winkel­ schritten positionierbare Steckelement 12 verbunden. Durch die Kontaktelemente 10 der Sensorbasis wird dabei eine elek­ trische Verbindung zu den Kontakten 15 des Steckers herge­ stellt. An die Kontaktelemente können die Kontakte 24 der elektronischen Sensorbauelemente 7 (integrierter elektroni­ scher Schaltkreis zur Sensorsignal-auswertung bzw. -aufbereitung) und 9 (magnetfeldempfindliches Sensorelement) angeschlossen werden, beispielsweise durch Verschweißen. Da­ nach werden die miteinander verbundenen Teile 10,7,8 in die Sensorbasis eingespritzt. Abschließend wird die Endumsprit­ zung 5 hergestellt, so daß ein fertiger Lesefinger des Sen­ sors einschließlich einer Befestigungsmöglichkeit durch das in die Endumspritzung integrierte Befestigungselement 20 er­ halten wird. Mit 9 sind Positionierelemente für den magneto­ resistiven Sensor 8 bezeichnet. An der Unterseite des Sensor­ elements 8 ist ein Vorspannmagnet 22 befestigt.

In Fig. 1b, Fig. 2 und Fig. 3 ist der Sensor aus Fig. 1a endfertig gehäust dargestellt. Zusätzlich ist in ein Befe­ stigungsloch aus Metall in Endumspritzung 5 Drehteil 20 ein­ gesetzt.

An Hand von Fig. 6 wird tun das Verfahren zur Herstellung des beispielsgemäßen Sensors erläutert. Die Sensorbasis wird zusammen mit weiteren Sensorbasen auf einem gemeinsamen Stanzrahmen 18 gespritzt und anschließend abgestanzt. Es ist möglich, daß vor dem Abstanzen die Sensorelemente und die Elektronik eingelegt wird. Hierzu ist Sensorbasis 6 so ge­ formt, daß Ausnehmungen vorhanden sind, in die Sensorelement 8 und Elektronik 7 eingelegt werden können. Ein Anschweißen der Kontakte kann ebenfalls zu diesem Zeitpunkt erfolgen. An einer Seite der Sensorbasis ist Steckeraufnahme 11 ange­ formt. An diese kann ein separat gefertigte Stecker 4 ange­ fügt werden. Steckeraufnahme 11 weist in einer Vertiefung eine radiale, nach Innen gerichtete Zahnung 13 auf, so daß ein entsprechend mit einer Zahnung geformter Stecker in ver­ schiedenen Positionen einsteckbar ist. Die Zahnung ist so ausgeführt, daß der Stecker um die in Längsrichtung des Sen­ sors verlaufende Achse 14 (Fig. 2) gedreht werden kann. Ein weiterer Vorteil der Zahnung besteht darin, daß Radialkräfte zwischen Stecker und Steckeraufnahme aufgenommen werden kön­ nen. Durch die Möglichkeit des Einsteckens des Stecker in unterschiedlichen Winkelpositionen können fertige Sensoren hergestellt werden, deren abgebogene Sensorstecker in unter­ schiedliche, genau definierte Winkelpositionen gebracht wer­ den können, beispielsweise in Winkelschritten zu je 22,5°.

Fig. 5 zeigt die wie vorstehend beschrieben hergestellte Sensorbasis 6 nach dem Abtrennen von Stanzrahmen 18 (Fig. 6) und Aufbringen von Endumspritzung 5 aufgebracht.

Stecker 4 in Fig. 1b, welcher zum Beispiel in einem getrenn­ ten Arbeitsverfahren herstellbar ist, kann in bezüglich der baulichen Abwinkelung der Leitungszuführung für die Leitung 21 unterschiedlichen Winkellagen mit Sensorbasis 6 gemäß Fig. 5 verbunden werden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn Stecker 4 ebenfalls am Stanzrahmen 18 hergestellt wird. An­ dererseits hat eine Herstellung von Stecker 4 in einem ge­ trennten Arbeitsgang demgegenüber den Vorteil, daß eine grö­ ßere Individualität bezüglich der kundenspezifischen Stec­ kertypen (z. B. mit verschiedenen Innencodierungen) mit be­ grenztem Herstellungsaufwand ermöglicht wird.

Im letzten Fertigungsschritt wird Stecker 4 in die umspritz­ te Sensorbasis 6 eingesetzt. Zur Befestigung kann die ring­ förmige Zahnung 16 oder 11 vor dem Zusammensetzen mit einem geeigneten Klebstoff versehen sein. Es ist auch möglich, Kragen 23 der Sensorbasis mit einer umlaufenden Rippe zu versehen, so daß Stecker 4 nach dem Einsetzen durch Ultra­ schall mit Sensorbasis 6 verschweißt werden kann.

Claims (11)

1. Sensor (1, 2), insbesondere Raddrehzahlsensor, für Kraft­ fahrzeuge mit einem Kunststoffgehäuse (3, 4, 5, 6), welches die elektronischen Bauelemente (7, 8, 10,) des Sensors um­ schließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffge­ häuse mehrteilig formschlüssig und gegen Feuchtigkeit abdichtend aus zumindest einem Sensorstecker (4) zur An­ bindung einer Sensorsignalleitung (21) und einer Sensor­ basis (6), welche die elektronischen Bauelemente trägt, zusammengesetzt ist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radsensor ein aktiver Radsensor ist.

1. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Endumspritzung (5) zur dichten Umhüllung der Sensorbasis vorgesehen ist.

2. Sensor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Sensorbasis elektri­ sche Kontaktelemente (10) zur elektrischen Verbindung mit Kontakten eines Steckers aufweist.

3. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorbasis im Bereich der Kontaktelemente (10) eine Steckeraufnahme (11) aufweist, die formschlüssigen Auf­ nahme des Sensorsteckelements (12) geeignet ist, wobei die Steckeraufnahme entlang einer inneren Oberfläche ra­ dial zu einer Längsachse der Sensorbasis und des Stec­ kers orientierte Aussparungen (13) aufweist, die derart ausgestaltet sind, daß das Sensorsteckelement bezüg­ lich einer Rotation um die Längsachse (14) der Sensorba­ sis in verschiedenen festen Winkelpositionen in die Sen­ sorbasis eingesteckt werden kann.

4. Sensor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorstecker Steckkon­ taktelemente (15) für einen elektrischen Kontakt auf­ weist und im Bereich der Steckkontaktelemente ein Sen­ sorsteckelement (12) vorgesehen ist, welches zum form­ schlüssigen Eingreifen des Sensorsteckelements in die Steckeraufnahme der Sensorbasis geeignet ist, wobei das Sensorsteckelement entlang einer äußeren Oberfläche ra­ dial zu einer Längsachse (14) der Sensorbasis und des Sensorsteckelements orientierte Erhebungen (16) auf­ weist, die derart ausgestaltet sind, daß der Sensorstecker bezüglich einer Rotation um die Längsachse in ver­ schiedenen festen Winkelpositionen in die Sensorbasis eingesteckt werden kann.

5. Sensor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauele­ mente ein Sensorelement (8) und einen mit dem Sensorele­ ment über Anschlußdrähte (17) verbundenen integrierten Schaltkreis (7) umfassen.

6. Sensor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorstecker (4) eine abgewinkelte Bauform hat.

7. Sensor nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steckelement des Sensor­ steckers mit der Steckeraufnahme verklebt, verschweißt oder unlösbar arretiert ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Sensors, insbesondere Raddrehzahlsensors nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorbasis (6) hergestellt wird, bevor diese aus einem für die Her­ stellung von elektrischen Kontaktelementen vorgesehenen Kontakthalterahmen (18) herausgetrennt worden ist.

9. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Bauelemente nach Herstellung der Sen­ sorbasis in die Sensorbasis eingesetzt werden, insbeson­ dere bevor der Kontakthalterahmen entfernt wurde.