DE102006029980A1

DE102006029980A1 - Sensoranordnung

Info

Publication number: DE102006029980A1
Application number: DE200610029980
Authority: DE
Inventors: Ronald Steinbrink; Matthias Waibler; Kenichi Ninomiya
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-01-03
Also published as: WO2008000542A1; EP2038619A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung, insbesondere eine Sensoranordnung zur Sensierung von Drehzahl- und/oder Drehrichtung für ein Fahrzeugrad oder für den Triebstrang eines Fahrzeuges, umfassend einen Halter (14), zumindest ein auf dem Halter (14) anordenbares Sensorelement (34), das zumindest einen Anschluss (30, 32) umfasst, wobei der Anschluss (30, 32) in zumindest einem Verbindungspunkt (17) elektrisch kontaktiert ist mit zumindest einem Anschlusskabel (18, 20), dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbindungspunkt (17) entfernt vom Ende des Anschlusses (30, 32) befindet.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung nach der Gattung des Anspruches 1, wie er beispielsweise aus der DE 101 29 222 A bekannt geworden ist. Diese Druckschrift offenbart eine Sensoranordnung mit einem Trägerelement aus Metall, an welchem ein Halter für ein Sensorelement in einer vorgegebenen Position fixiert ist. Über die Art der Positionierung des Sensorelementes in dem Halter macht die Druckschrift keine näheren Angaben. Hierzu ist lediglich ausgeführt, dass der Halter zusammen mit dem darin eingesetzten Sensorelement von einer Umspritzung hermetisch umschlossen ist.
Weiterhin ist aus der DE 195 32 328 A ein Radlagersensor zum Messen von Dreh- oder Winkelbewegungen bekannt, dessen Sensorgehäuse zusammen mit dem Sensorkopf als Einheit vergossen ist. Hierbei ist ein Sensorelement auf einen als Träger dienenden Permanentmagneten aufgebracht und gemeinsam mit diesem in die Vergussmasse eingebettet, wobei die Gefahr besteht, dass das Sensorelement während des Umhüllens mit Kunststoff durch die auftretenden Spannungen oder Deformationen beschädigt wird.
Aus der nachveröffentlichten DE 10 2005 012709 A1 ist bereits eine Sensoranordnung bekannt, welche einen Halter für ein Sensorelement und gegebenenfalls weitere Sensorbauteile aufweist. Der Halter ist als Kunststoff-Spritzteil ausgeführt und besitzt eine taschenartige Aussparung im Bereich seiner leseseitigen Stirnfläche, in welcher das Sensorelement bei der abschließenden Umspritzung mit Kunststoff zumindest in Spritzdruckrichtung abgestützt und somit gegen mechanische Beschädigung sicher geschützt ist. Die Verbindungsstelle zwischen elektrischer Leitung und der das Sensorelement umfassenden integrierten Schaltung (IC) befindet sich am Ende der Anschlussgins der integrierten Schaltung. Aus schaltungstechnischen Gründen ist zusätzlich zwischen IC und einem Magneten eine Streuscheibe in Form eines kleinen runden Blechs notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung zu schaffen, welche sich durch sehr geringe Baugröße sowie einfache und zuverlässige Fertigung auszeichnet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Hierzu umfasst die Sensoranordnung, insbesondere eine Sensoranordnung zur Sensierung von Drehzahl- und/oder Drehrichtung für ein Fahrzeugrad oder für den Triebstrang eines Fahrzeuges, einen Halter, zumindest ein auf dem Halter anordenbares Sensorelement, das zumindest einen Anschluss besitzt, wobei der Anschluss in zumindest einem Verbindungspunkt elektrisch kontaktiert ist mit zumindest einem Anschlusskabel, wobei sich der Verbindungspunkt entfernt vom Ende des Anschlusses befindet. Dadurch lässt sich die Längenabmessung der Sensoranordnung deutlich reduzieren. Die reduzierte Baulänge der Sensoranordnung eröffnet dem Anwender größere Freiheitsgrade was den Einbauort der Sensoranordnung betrifft.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Halter eine Aufnahme für zumindest einen Permanentmagneten umfasst, wobei der Verbindungspunkt im Bereich dieser Aufnahme angeordnet ist. Die Aufnahme kann somit zwei Funktionen erfüllen, was sich wiederum im Sinne einer Baugrößenreduzierung niederschlägt.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass in dem Halter das Verbindungsmittel und zumindest die Enden des Anschlusskabels integriert sind. Aus fertigungstechnischer Sicht ist diese Integration zweckmäßig.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass in den Halter ein vorzugsweise rechteckförmiges Blech integriert ist. Diese Form des Blechs führt dazu, dass das in der Regel in einem IC integrierte Sensorelement komplett flächig aufliegt und nicht mehr durch Kantenberührung beschädigt werden kann. Dank der Integration des Blechs in dem Halter kann bei der anschließenden Bestückung die schwierige Handhabung dieses kleinen Einzelteils entfallen.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht der Komponenten der erfindungsgemäßen Sensoranordnung, und
2 eine perspektivische Ansicht der montierten, in 1 dargestellten Komponenten der Sensoranordnung.
In 1 sind mehrere Komponenten einer Sensoranordnung 10 gezeigt. Die abisolierten Enden zweier Anschlusskabel 18 und 20 werden jeweils durch eine Crimp-Verbindung als Beispiel eines Verbindungsmittels 21 abgeschlossen. Die Verbindungsmittel 21 verlaufen zuerst in Achsrichtung 45 der (im Halter 14 eingebetteten Teile der) Anschlusskabel 18, 20, werden dann über einen bestimmten Abschnitt, der gegenüber der Achsrichtung 45 um einen bestimmten Winkel geneigt ist, geführt, bis wieder eine Ausrichtung in Achsrichtung 45 erreicht wird. In diesem letzten, im Wesentlichen parallel zur Achse 45 ausgerichteten Bereich, befinden sich Verbindungsstellen 17. Die Enden der Anschlusskabel 18, 20 mit Verbindungsmittel 21 sind zumindest teilweise in einem Halter 14 eingebettet. Der Halter 14 umschließt insbesondere die Enden der Anschlusskabel 18, 20, während insbesondere die als Verbindungsstellen 17 dienenden Enden der Verbindungsmittel 21 frei zugänglich bleiben. Außerdem ist ein vorzugsweise quadratisches Blech 39 senkrecht zur Achse 45 hin ausgerichtet und ebenfalls in dem Halter 14 eingebettet.
Als weitere Komponente der Sensoranordnung 10 ist ein flächig ausgeführtes Sensorelement 34 vorgesehen mit zwei Anschlüssen 30, 32. Die Anschlüsse 30, 32 verlaufen nach Verlassen des Sensorelements 34 um 90° abgekröpft, im montierten Zustand gemäß 2 im Wesentlichen parallel zur Achse 45. Anschließend werden die Anschlüsse 30, 32 um einen Winkel kleiner 90° weitergeführt. Der Winkel entspricht in etwa demjenigen, mit dem der mittlere Bereich der Verbindungsmittel 21 gegenüber der Achse 45 geneigt ist. In diesem letzten Bereich sind die Anschlüsse 30 und 32 durch einen Kondensator 36 zur Unterdrückung von Spannungsspitzen überbrückt.
Zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelements 34 mit den Anschlusskabeln 18, 20 wird der mittlere Bereich der Anschlüsse 30, 32 auf den freiliegenden Enden der Verbindungsmittel 21 im Bereich der Verbindungsstellen 17 aufgesetzt und anschließend durch Schweißen oder Löten kontaktiert.
Im montierten Zustand wie in 2 dargestellt kommt das flächig ausgebildete Sensorelement 34 unmittelbar benachbart zu dem Blech 39 zu liegen. Auf der anderen Seite des Blechs 39 befindet sich ein Permanentmagnet 38. Die Anschlüsse 30, 32 werden über die Oberkante des Blechs 39 oberhalb des Permanentmagneten 38 geführt.
In der Zeichnung befindet sich auf der linken Seite der Sensoranordnung 10 die so genannte Leseseite, welche im Betrieb benachbart zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Geber angeordnet ist, beispielsweise einem abwechselnd mit Zähnen und Zahnlücken versehenen ferromagnetischen Geberrad. Das zur Erfassung der Position eines derartigen Geberrades notwenige magnetische Feld wird von dem Permanentmagneten 38 erzeugt.
Um die Länge der Sensoranordnung 10 zu reduzieren, wird der Verbindungspunkt 17 in Richtung zum Sensorelement 34 hin verlegt, nämlich in den Bereich zwischen Kondensator 36 und Sensorelement 34. Hierzu werden die als Verbindungspunkte 17 dienenden Enden der Verbindungsmittel 21 so geführt, dass sie benachbart zum Sensorelement 34 zu liegen kommen. Die Enden der Verbindungsmittel 21 sind oberhalb des Permanentmagneten 38 angeordnet auf der Außenseite einer Aufnahme 23 für den Permanentmagnet 38, wie in 2 dargestellt.
Der Aufbau der Sensoranordnung 10 erfolgt in mehreren Schritten. Zuerst wird ein so genannter Vorformling 19 hergestellt, bestehend aus dem Halter 14 mit darin eingebetteten Verbindungsmitteln 21, den Enden der Anschlusskabel 18, 20 und dem Blech 39. Die Verbindungspunkte 17 liegen in dem Vorformling 19 frei zugänglich zu Kontaktierungszwecken. Der Halter 14 bildet zusammen mit den freiliegenden Oberflächen der Verbindungspunkte 17 eine ebene Auflagefläche für die Anschlüsse 30, 32, deren Rückseite zugleich als Aufnahme 23 für den Permanentmagnet 38 dient. Im nächsten Schritt wird die Sensorbaugruppe, bestehend aus Sensorelement 34, Anschlössen 30, 32 und Kondensator 36, auf den Vorformling 19 aufgelegt und in den Verbindungspunkten 17 beispielsweise durch Schweißen oder Löten elektrisch leitend mit den Verbindungsmitteln 21 kontaktiert. In einem dritten Schritt wird je nach kundenspezifischer Anforderung der Permanentmagnet 38 in den Vorformling 19 eingelegt. Anschließend wird die in 2 gezeigte Anordnung mit einer kundenspezifischen Umhüllung versehen, beispielsweise durch Umspritzen mit einem geeignetem Kunststoff.
Durch das Integrieren des Blechs 39 in den Vorformling 19 entfällt bei der anschließenden Bestückung die schwierige separate Handhabung des in der Regel sehr kleinen Bauteils. Auch führt die quadratische Form des Blechs 39 dazu, dass das Sensorelement 34 komplett flächig aufliegt und nicht mehr durch Kantenberührung beschädigt werden kann.
Die beschriebene Sensoranordnung eignet sich insbesondere zur Raddrehzahlerfassung von Kraftfahrzeugen, sie ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt.

Claims

Sensoranordnung, insbesondere eine Sensoranordnung zur Sensierung von Drehzahl- und/oder Drehrichtung für ein Fahrzeugrad oder für den Triebstrang eines Fahrzeuges, umfassend – – einen Halter (14), – zumindest ein auf dem Halter (14) anordenbares Sensorelement (34), das zumindest einen Anschluss (30, 32) umfasst, wobei der Anschluss (30, 32) in zumindest einem Verbindungspunkt (17) elektrisch kontaktiert ist mit zumindest einem Anschlusskabel (18, 20), dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbindungspunkt (17) entfernt vom Ende des Anschlusses (30, 32) befindet.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Anschlüsse (30, 32) vorgesehen sind, die durch zumindest einen Kondensator (36) überbrückt sind, wobei sich der Verbindungspunkt (17) zwischen Sensorelement (34) und Kondensator (36) befindet.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (14) eine Aufnahme (23) für zumindest einen Permanentmagneten (38) umfasst, wobei der Verbindungspunkt (17) im Bereich dieser Aufnahme (23) angeordnet ist.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Halter (14) zumindest ein Ende des Anschlusskabels (18, 20) integriert sind.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsmittel (21) vorgesehen ist, das den Anschluss (30, 32) mit dem Anschlusskabel (18, 20) kontaktiert.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (21) zumindest einen Bereich aufweist, der im Wesentlichen parallel zur Achse (45) der Sensoranordnung (10) ausgerichtet ist und in welchem der Verbindungspunkt (17) liegt.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (21) zumindest einen Crimp-Anschluss umfasst.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Halter (14) ein vorzugsweise rechteckförmiges Blech (39) integriert ist.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (14) eine Aufnahme (29) umfasst für das Sensorelement (34).
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (29) für das Sensorelement (34) in unmittelbarer Nähe zu dem Blech (39) angeordnet ist.