DE102004018869B4

DE102004018869B4 - Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines bewegbaren Bauteils

Info

Publication number: DE102004018869B4
Application number: DE102004018869A
Authority: DE
Inventors: Dirk Kaltenbach; Harry Skarpil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-04-19
Filing date: 2004-04-19
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2024-04-20
Also published as: DE102004018869A1; CN1997898B; US20070296398A1; WO2005101027A1; CN1997898A; US7463019B2; EP1738180A1; KR20060135951A

Abstract

Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines bewegbaren Bauteils, wobei die Vorrichtung ein Innenteil (1) aus Kunststoff aufweist, in dem Leiterbahnen (3) angeordnet sind, die elektrische Bauelemente und ein Sensorelement (7) tragen sowie mit ihren einen Enden Steckkontakte (6) bildend aus dem Innenteil (1) herausragen, wobei das Innenteil (1) von einem Kunststoffgehäuse (2) derart umspritzt oder umgossen ist, dass die Steckkontakte (6) in das Innere einer Steckeraufnahme (5) des Kunststoffgehäuses (2) ragen, wobei das Innenteil (1) mehrere Kammern (12, 13) aufweist, in denen die elektrischen Bauelemente und/oder das Sensorelement (7) angeordnet sind, und wobei die Kammern (12, 13) durch Deckel (14) zum Äußeren des Innenteils (1) hin verschlossen sind und die Deckel (14) eine Außenkontur besitzen, die in der Einbaulage des Deckels (14) zumindest weitgehend der die Kammer (12) umgebenden Außenkontur des Innenteils (1) entspricht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines bewegbaren Bauteils.
Bei derartigen Vorrichtungen ist es bekannt, dass bei dem Umspritzen des Innenteils mit dem Kunststoffgehäuse auch die elektrischen Bauteile und/oder das Sensorelement unmittelbar umspritzt werden. Damit werden sowohl bei der Fertigung durch den Spritzdruck und die hohen Temperaturen der Spritzgießmasse und deren anschließender Abkühlung als auch später im Betrieb bei Temperaturschwankungen die Verbindungen der elektrischen Bauteile und/oder des Sensorelements mechanisch belastet und können sich lösen.
Bei Sensorelementen, die auf mechanische Belastung mit Änderungen ihrer elektrischen Eigenschaften reagieren, kann es zu erheblichen Genauigkeitseinbußen bis hin zum Ausfall der Vorrichtung führen.
Außerdem können die thermische und die Druckbelastung zu Defekten an empfindlichen elektrischen Bauteilen führen.
Aus der DE 197 44 673 A1 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Dabei ist das Innenteil aus zwei Halbschalen gebildet, die an ihren aneinander anliegenden Flächen die gleiche Umlaufkontur besitzen. In einer ersten dieser Halbschalen sind zur anderen Halbschale hin offene Vertiefungen ausgebildet, die Kammern bilden, in die elektrische Bauelemente und ein Sensorelement ragen, die auf Leiterbahnen angeordnet sind, welche an der ersten Halbschale angeordnet sind.
Aus der DE 42 01 328 A1 ist ein Sensor zur Messung mechanischer Bewegungsgrößen bekannt, der ein ineinandersteckbares zweiteiliges Gehäuse aufweist, das aus einem metallischen Topf und einem in den Topf einpressbaren Deckel besteht. In diesem Gehäuse ist ein Messelementenraum gebildet, in dem ein Messelement und ein Halbleiterbaustein angeordnet sind, die durch eine Leiterfolie leitend miteinander verbunden sind und eine Baueinheit bilden, die an dem Gehäuseboden befestigt ist. Von dem Halbleiterbauelement führen elektrische Anschlüsse aus dem Gehäuse. Der Bereich des dem Topfboden abgewandten Endes des Gehäuses ist von einem Trägergehäuse umschlossen, das durch Umspritzen mit Kunststoff gebildet ist und in dem weitere elektrische Anschlüsse nach außen führen.
Aus der DE 43 23 084 A1 ist ein induktiver Drehzahlgeber mit einem Gebergehäuse bekannt, in welchem ein eine Spule tragender Spulenkörper mit einem Magneten und einem Kern aus Weicheisen eingesetzt ist. Der Spulenkörper weist Kontaktfahnen auf, die jeweils an einer Verbindungsstelle mit einem Drahtende der Spule elektrisch verbunden sind. Die Spule und die Verbindungsstellen sind von einem rohrförmigen Schutzkörper umschlossen und dieser wiederum von dem Material des Gebergehäuses umspritzt.
Aus der EP 12 31 824 A2 ist eine Leiterbahneinheit mit einer in Kunststoff eingebetteten flexiblen Leiterbahnfolie bekannt, an der ein Sensor angebracht ist. Dabei ist die Leiterfolie in einem aus Kunststoff bestehenden, als Versteifungselement dienenden Gehäuse eingebettet. Das Gehäuse wird durch zwei Gehäuseteile gebildet, die anschließend mit Kunststoff umspritzt werden, wobei ein Steckanschluss erzeugt wird.
Aus der DE 44 22 951 A1 ist eine Verbindungsanordnung zwischen einem Sensor und Anschlussleitungen bekannt, die so ausgeführt ist, dass dazu nur ein kleiner Bauraum benötigt wird. Dazu weist die Verbindungsanordnung einen Signalverstarker auf, der mittels Bondverbindungen mit dem Sensor und den Anschlussleitungen elektrisch kontaktiert ist. Dies erfolgt über Anschlusselemente, die als dünne Blechformteile ausgebildet sind und mit zungenartigen Endabschnitten in einem Gehäuse aus Kunststoff fixiert sind, in dem auch der Signalverstärker eingesetzt ist. Die Anordnung der Endabschnitte des Signalverstärkers und der Bondverbindungen erfolgt in bauraumsparender Weise annähernd in einer Ebene. Diese Verbindungsanordnung wird insbesondere bei Sensoren zur Drehzahlerfassung in Kraftfahrzeugen eingesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die Beschädigungen der elektrischen Bauteile und/oder des Sensorelements vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.
Durch diese einfach herstellbare Ausbildung wird ein Kontakt der elektrischen Bauteile und/oder des Sensorelements mit dem umhüllenden Material des Kunststoffgehäuses vermieden, so dass die bei dem Umhüllungsvorgang auftretenden Belastungen durch die bei dem Umspritzen oder Umgießen auftretenden Druckbeaufschlagungen und dabei oder später auftretenden thermisch induzierten Ausdehnungsvorgängen der Umhüllungsmasse von den elektrischen Bauteilen und/oder dem Sensorelement ferngehalten werden. Durch derartige Belastungen hervorgerufene Beschädigungen werden somit zumindest weitgehend vermieden.
Weiterhin wird ein störungsfreies Fließen des Kunststoffs beim Umspritzen oder Umgießen des Innenteils erreicht.
Zur Sicherung der Deckel in ihrer Einbaulage können die Deckel mittels einer Rastverbindung in ihrer Einbaulage an dem Innenteil gehalten sein.
Zu einer Reduzierung der Bauteile und des Montageaufwands führt es, wenn die Deckel und das Innenteil aus einem Kunststoff bestehen und die Deckel an einem ihrer Randbereiche mittels eines Filmscharniers mit dem Innenteil verbunden sind.
Einfach und stabil herstellbar ist es, wenn die Leiterbahnen durch ein Blechstanzteil (Leadframe) gebildet sind und die elektrischen Bauelemente sowie das Sensorelement mit den Leiterbahnen verschweißt oder verlötet sind.
Das Sensorelement kann ein Hall-Element sein, das an dem den Steckerkontakten entgegen gesetzten Endbereich der Leiterbahnen angeordnet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 einen Drehzahlsensor im Schnitt
2 eine Ansicht eines Innenteils des Drehzahlsensors nach 1 mit offenen Kammern.
3 eine perspektivische Ansicht des Innenteils nach 2 mit einer abgedeckten Kammer.
Der in den Figuren dargestellte Drehzahlsensor wird dazu genutzt, die Drehzahl eines nicht dargestellten magnetisch kodierten Rades durch Erzeugung entsprechender Impulse zu erfassen. Der Drehzahlsensor besitzt ein Innenteil aus Kunststoff, das durch Umspritzen mit einer Kunststoffspritzmasse in einem Kunststoffgehäuse 2 angeordnet ist. Das Innenteil 1 weist in seinem Inneren Leiterbahnen 3 auf, die als Blechstanzteil ausgebildet sind und auf denen durch Schweißen elektrische Bauteile angeordnet werden. Diese elektrischen Bauelemente befinden sich in einer Kammer 12, die in dem Innenteil 1 ausgebildet ist.
Die einen Enden der Leiterbahnen 3 ragen in eine Steckeraufnahme 5 des Kunststoffgehäuses 2 und bilden Steckkontakte 6.
An den den Steckkontakten 6 entgegen gesetzten Enden der Leiterbahnen 3 ist ebenfalls durch Schweißen ein Hall-Element 7 angeordnet, das sich ebenfalls in einer Kammer 13 des Innenteils 1 befindet.
In einem der Steckeraufnahme 5 nahen Bereich besitzt das Kunststoffgehäuse 2 einen einteilig angespritzten Befestigungsflansch 8 mit einer eine Befestigungsbohrung 9 aufweisenden, eingespritzten Metallbuchse 10.
Große Bereiche des Innenteils sind mit einem ein Gehäuse 2 bildenden Kunststoff umspritzt, wobei der der Steckeraufnahme 5 entgegen gesetzte Bereich des Innenteils 1 eine etwa säulenartige Außenkontur besitzt.
Wie in 3 dargestellt ist, ist die Kammer 12 durch einen Deckel 14 aus Kunststoff verschlossen, der eine Außenkontur besitzt, die in der dargestellten Einbaulage des Deckels 14 der die Kammer 12 umgebenden Außenkontur des Innenteils 1 entspricht.
Die Kammer 13 ist noch nicht durch einen Deckel verschlossen.

1: Innenteil
2: Kunststoffgehäuse
3: Leiterbahnen
5: Steckeraufnahme
6: Steckkontakte
7: Hall-Element
8: Befestigungsflansch
9: Befestigungsbohrung
10: Metallbuchse
11: Gehäuse
12: Kammer
13: Kammer
14: Deckel

Claims

Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines bewegbaren Bauteils, wobei die Vorrichtung ein Innenteil (1) aus Kunststoff aufweist, in dem Leiterbahnen (3) angeordnet sind, die elektrische Bauelemente und ein Sensorelement (7) tragen sowie mit ihren einen Enden Steckkontakte (6) bildend aus dem Innenteil (1) herausragen, wobei das Innenteil (1) von einem Kunststoffgehäuse (2) derart umspritzt oder umgossen ist, dass die Steckkontakte (6) in das Innere einer Steckeraufnahme (5) des Kunststoffgehäuses (2) ragen, wobei das Innenteil (1) mehrere Kammern (12, 13) aufweist, in denen die elektrischen Bauelemente und/oder das Sensorelement (7) angeordnet sind, und wobei die Kammern (12, 13) durch Deckel (14) zum Äußeren des Innenteils (1) hin verschlossen sind und die Deckel (14) eine Außenkontur besitzen, die in der Einbaulage des Deckels (14) zumindest weitgehend der die Kammer (12) umgebenden Außenkontur des Innenteils (1) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel (14) mittels einer Rastverbindung in ihrer Einbaulage an dem Innenteil (1) gehalten sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckel (14) aus einem Kunststoff bestehen und an einem ihrer Randbereiche mittels eines Filmscharniers mit dem Innenteil (1) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (3) durch ein Blechstanzteil (Leadframe) gebildet sind und die elektrischen Bauelemente sowie das Sensorelement (7) mit den Leiterbahnen (3) verschweißt oder verlötet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement ein Hall-Element (7) ist, das an dem den Steckkontakten (6) entgegen gesetzten Endbereich der Leiterbahnen (3) angeordnet ist.