DE102006029980A1

DE102006029980A1 - sensor arrangement

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: EP2038619A1; WO2008000542A1

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.The invention relates to a sensor arrangement, in particular a sensor arrangement for sensing the speed and / or direction of rotation for a vehicle wheel or for the drive train of a vehicle, comprising a holder (14), at least one sensor element (34) which can be arranged on the holder (14) at least one terminal (30, 32), wherein the terminal (30, 32) in at least one connection point (17) is electrically contacted with at least one connecting cable (18, 20), characterized in that the connection point (17) away from End of the connection (30, 32) is located.

Description

Stand der TechnikState of the art

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.The invention relates to a sensor arrangement according to the preamble of claim 1, as he, for example, from DE 101 29 222 A has become known. This document discloses a sensor arrangement with a carrier element made of metal, on which a holder for a sensor element is fixed in a predetermined position. About the type of positioning of the sensor element in the holder makes the document no further details. For this purpose, it is merely stated that the holder is hermetically enclosed by an encapsulation together with the sensor element inserted therein.

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.Furthermore, from the DE 195 32 328 A a wheel bearing sensor for measuring rotational or angular movements known, the sensor housing is sealed together with the sensor head as a unit. Here, a sensor element is applied to a carrier serving as a permanent magnet and embedded together with this in the potting compound, with the risk that the sensor element is damaged during the wrapping with plastic by the stresses or deformations occurring.

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.From the post-published DE 10 2005 012709 A1 a sensor arrangement is already known, which has a holder for a sensor element and optionally further sensor components. The holder is designed as a plastic injection molded part and has a pocket-like recess in the region of its reading-side end face in which the sensor element is supported in the final encapsulation with plastic at least in the spray pressure direction and thus protected against mechanical damage. The junction between the electrical lead and the integrated circuit (IC) comprising the sensor element is at the end of the integrated circuit termination gate. For circuit-technical reasons, a diffusing screen in the form of a small round plate is additionally necessary between the IC and a magnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sensoranordnung zu schaffen, welche sich durch sehr geringe Baugröße sowie einfache und zuverlässige Fertigung auszeichnet.Of the Invention has the object to provide a sensor arrangement, which is characterized by very small size as well as simple and reliable production distinguished.

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.These Task is solved by the features of claim 1. For this purpose, the sensor arrangement, in particular a sensor arrangement for sensing the speed and / or direction of rotation for a Vehicle wheel or for the drivetrain of a vehicle, a holder, at least one on the holder can be arranged sensor element, the at least one connection has, wherein the connection in at least one connection point electrically contacted with at least one connecting cable, wherein the connection point is away from the end of the connection. By doing so leaves the length dimension significantly reduce the sensor arrangement. The reduced length of the Sensor arrangement opens the Users greater degrees of freedom as far as the installation location of the sensor arrangement is concerned.

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 an appropriate training it is provided that the holder has a receptacle for at least one permanent magnet includes, wherein the connection point is arranged in the region of this receptacle is. The recording can thus fulfill two functions, which in turn in the Sense of a size reduction reflected.

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 an appropriate training it is provided that in the holder, the connecting means and at least the ends of the connecting cable are integrated. From production engineering In view of this integration is appropriate.

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.In an appropriate training it is provided that in the holder a preferably rectangular plate is integrated. This shape of the sheet usually causes that in a IC integrated sensor element rests completely flat and no longer by edge contact to be damaged can. Thanks to the integration of the sheet in the holder can at the subsequent assembly the difficult handling of this small item omitted.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles.Further Details and advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims and the description of the embodiment shown in the drawing.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine perspektivische Ansicht der Komponenten der erfindungsgemäßen Sensoranordnung, und 1 a perspective view of the components of the sensor arrangement according to the invention, and

2 eine perspektivische Ansicht der montierten, in 1 dargestellten Komponenten der Sensoranordnung. 2 a perspective view of the assembled, in 1 illustrated components of the sensor arrangement.

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.In 1 are several components of a sensor arrangement 10 shown. The stripped ends of two connection cables 18 and 20 are each by a crimp connection as an example of a lanyard 21 completed. The connecting means 21 run first in the axial direction 45 the (in the holder 14 embedded parts of the) connection cable 18 . 20 , then go over a specific section, facing the axial direction 45 tilted by a certain angle, guided, until again an alignment in the axial direction 45 is reached. In this last, essentially parallel to the axis 45 aligned area, there are connection points 17 , The ends of the connection cables 18 . 20 with connecting means 21 are at least partially in a holder 14 embedded. The holder 14 encloses in particular the ends of the connection cables 18 . 20 while in particular the as connecting points 17 serving ends of the connecting means 21 remain freely accessible. In addition, a preferably square plate 39 perpendicular to the axis 45 aligned and also in the holder 14 embedded.

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.As another component of the sensor arrangement 10 is a flat executed sensor element 34 provided with two connections 30 . 32 , The connections 30 . 32 run after leaving the sensor element 34 bent by 90 °, in assembled state according to 2 essentially parallel to the axis 45 , Subsequently, the connections 30 . 32 continued by an angle smaller than 90 °. The angle corresponds approximately to that with which the middle region of the connecting means 21 opposite the axis 45 is inclined. In this last area are the connections 30 and 32 through a capacitor 36 bridged for suppression of voltage peaks.

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.For electrical contacting of the sensor element 34 with the connection cables 18 . 20 becomes the middle range of connections 30 . 32 on the exposed ends of the connecting means 21 in the area of joints 17 put on and then contacted by welding or soldering.

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 assembled condition as in 2 shown is the surface trained sensor element 34 immediately adjacent to the sheet 39 to lie. On the other side of the sheet 39 there is a permanent magnet 38 , The connections 30 . 32 Be over the top of the sheet 39 above the permanent magnet 38 guided.

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.In the drawing is located on the left side of the sensor assembly 10 the so-called read side, which is arranged in operation adjacent to a donor, not shown in the drawing, for example, an alternately provided with teeth and tooth gaps ferromagnetic encoder wheel. The necessary for detecting the position of such a sensor wheel magnetic field is from the permanent magnet 38 generated.

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.To the length of the sensor arrangement 10 to reduce, becomes the connection point 17 towards the sensor element 34 towards the area between the condenser 36 and sensor element 34 , These are used as connection points 17 serving ends of the connecting means 21 guided so that they are adjacent to the sensor element 34 to come to rest. The ends of the connecting means 21 are above the permanent magnet 38 arranged on the outside of a receptacle 23 for the permanent magnet 38 , as in 2 shown.

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.The structure of the sensor arrangement 10 takes place in several steps. First, a so-called preform 19 made, consisting of the holder 14 with bonding means embedded therein 21 , the ends of the connection cables 18 . 20 and the tin 39 , The connection points 17 lie in the preform 19 freely accessible for contacting purposes. The holder 14 forms together with the exposed surfaces of the connection points 17 a flat bearing surface for the connections 30 . 32 whose back also serves as a receptacle 23 for the permanent magnet 38 serves. In the next step, the sensor module, consisting of sensor element 34 , Connections 30 . 32 and capacitor 36 , on the preform 19 hung up and in the connection points 17 for example, by welding or soldering electrically conductive with the connecting means 21 contacted. In a third step, depending on the customer's requirement, the permanent magnet 38 in the preform 19 inserted. Subsequently, the in 2 shown arrangement provided with a custom envelope, for example by encapsulation with a suitable plastic.

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.By integrating the sheet 39 in the preform 19 eliminates the difficult separate handling of the usually very small component in the subsequent assembly. Also leads the square shape of the sheet 39 to that the sensor element 34 completely flat and no longer can be damaged by edge contact.

Die beschriebene Sensoranordnung eignet sich insbesondere zur Raddrehzahlerfassung von Kraftfahrzeugen, sie ist jedoch hierauf nicht eingeschränkt.The Sensor arrangement described is particularly suitable for Raddrehzahlerfassung of motor vehicles, but it is not limited thereto.

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.Sensor arrangement, in particular a sensor arrangement for sensing the rotational speed and / or direction of rotation for a vehicle wheel or for the drive train of a vehicle, comprising - a holder ( 14 ), - at least one on the holder ( 14 ) arranged sensor element ( 34 ), which has at least one connection ( 30 . 32 ), the connection ( 30 . 32 ) in at least one connection point ( 17 ) is electrically contacted with at least one connecting cable ( 18 . 20 ), characterized in that the connection point ( 17 ) away from the end of the connection ( 30 . 32 ) is located.

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.Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that at least two terminals ( 30 . 32 ) provided by at least one capacitor ( 36 ) are bridged, whereby the connection point ( 17 ) between sensor element ( 34 ) and capacitor ( 36 ) is located.

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.Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the holder ( 14 ) a recording ( 23 ) for at least one permanent magnet ( 38 ), wherein the connection point ( 17 ) in the area of this photograph ( 23 ) is arranged.

Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Halter (14) zumindest ein Ende des Anschlusskabels (18, 20) integriert sind.Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the holder ( 14 ) at least one end of the connection cable ( 18 . 20 ) are integrated.

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.Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a connecting means ( 21 ) is provided, the connection ( 30 . 32 ) with the connection cable ( 18 . 20 ) contacted.

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.Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting means ( 21 ) has at least one region substantially parallel to the axis ( 45 ) of the sensor arrangement ( 10 ) and in which the connection point ( 17 ) lies.

Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (21) zumindest einen Crimp-Anschluss umfasst.Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting means ( 21 ) comprises at least one crimp terminal.

Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Halter (14) ein vorzugsweise rechteckförmiges Blech (39) integriert ist.Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the holder ( 14 ) a preferably rectangular sheet ( 39 ) is integrated.

Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (14) eine Aufnahme (29) umfasst für das Sensorelement (34).Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the holder ( 14 ) a recording ( 29 ) comprises for the sensor element ( 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.Sensor arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the receptacle ( 29 ) for the sensor element ( 34 ) in close proximity to the sheet ( 39 ) is arranged.