DE19806722A1

DE19806722A1 - Sensor

Info

Publication number: DE19806722A1
Application number: DE1998106722
Authority: DE
Inventors: Manfred Goll; Gerhard Kunz
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-19

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor mit einem elektronischen Bauelement zur Erzeugung von Signalen, das über eine Funktionsfläche und einen Luftspalt berührungsfrei mit einem Encoder zusammenwirkt. Dabei ist das Bauelement üblicherweise zumindest teilsweise im Sensorgehäuse angeordnet.

Auf der Basis von magnetostatisch bzw. magnetoresistiv empfindlichen Sensorelementen in Verbindung mit integrierten Schaltkreisen werden heute in großen Stückzahlen sogenannte aktive Sensoren hergestellt, die beispielsweise als Meßwertgeber zur Ermittlung von Ortsverschiebungen, Geschwindigkeiten und Drehzahlen verwendet werden können und von denen insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Antiblockiersystemen (ABS), Antriebsschlupfregelung (ASR) und/oder Fahrstabilitätsregelung (ASMS) pro Rad je ein Exemplar benötigt wird. Derartige aktive Sensoren sind karosseriefest angeordnet und wirken mit Encodern zusammen, die mechanisch mit den sich drehenden Rädern verbunden sind.

Gegenüber sogenannten passiven Sensoren, die eine Spule mit Magnetkern erfordern, bauen aktive Sensoren sehr klein, was in vielfacher Hinsicht vorteilhaft ist. Ihre Funktionsgenauigkeit hängt jedoch in erheblichem Maße davon ab, daß sie in einem definiertem engen Abstand zum Encoder, dem sogenannten Luftspalt, angeordnet sind und daß sich dieser Abstand während des Betriebes nicht ändert. Auf der anderen Seite sind die aktiven Sensoren insbesondere in Kraftfahrzeugen vielfältigen Beanspruchungen ausgesetzt, so daß es zwingend erforderlich ist, sie in ein schützendes Gehäuse einzubetten, das zuverlässig den Zutritt von Feuchtigkeit in die empfindlichen Sensorelemente verhindert.

In diesem Zusammenhang ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 12 765 A1 bereits ein durch Spritzgießen hergestelltes zweiteiliges Gehäuse vorgeschlagen worden, wobei der im ersten Schritt hergestellte Gehäuseteil die Abdeckung der Funktionsfläche des Sensorelementes umfaßt und Positionierungshilfen für das Einlegen in die Spritzgießform für den zweiten Spritzgießvorgang aufweist. Außerdem ist vorgesehen, daß der erste Gehäuseteil an der Grenzfläche zum zweiten Gehäuseteil aufschmelzbare Bereiche aufweist, damit eine sichere, stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden Gehäuseteilen hergestellt werden kann, was für eine wirksame Feuchtigkeitsabdichtung als erforderlich angesehen wird.

Auf diese Weise können Gehäuse für elektronische Bauelemente gefertigt werden, die druckwasserdicht sind und daher einen wirksamen Schutz der elektronischen Bauelemente gegen schädliche Umwelteinflüsse bilden. Derartige Gehäuse weisen jedoch noch funktionelle Nachteile auf, weil die Abdeckung über der Funktionsfläche nicht optimal gestaltet werden kann. Auf der einen Seite sind durch Spritzgießen nicht beliebig dünne Wandungen herstellbar, so daß die Abdeckung über der Funktionsfläche bei dem bekannten Verfahren eine fertigungsbedingte Dicke nicht unterschreiten kann. Auf der anderen Seite hängt die Dicke der Abdeckung über der Funktionsfläche von der genauen Positionierung des elektronischen Bauelementes in der Spritzform ab, die entweder nur mit erheblichem fertigungstechnischen Aufwand möglich ist oder bei der verhältnismäßig große Toleranzen in Kauf genommen werden müssen.

Es besteht somit die Aufgabe, einen Sensor der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Abdeckung über der Funktionsfläche beliebig dünn und in engen Dickentoleranzen reproduzierbar hergestellt werden kann, ohne-daß Einbußen hinsichtlich der druckwasserdichten Einbettung des elektronischen Bauelementes in Kauf genommen werden müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einem gattungsgemäßen Sensor, bei dem es sich vorzugsweise um einen aktiven Sensor handelt, das elektronische Bauelement zwischen der Funktionsfläche und dem Encoder ein flächiges Abdeckteil aufweist, das randseitig mit dem Gehäuse des Sensors dichtend verbunden ist. Die Erfindung geht von der Erwägung aus, daß gesondert hergestellte Abdeckteile zwar einen gewissen Mehraufwand bei der Herstellung darstellen, daß auf diese Weise aber die in der Aufgabenstellung genannten Forderungen optimal erfüllt werden können. Insbesondere kann auch der zwischen Sensorelement und Encoder erforderliche Luftspalt größer gehalten werden, da das erfindungsgemäße Abdeckteil dünnwandiger als bei bekannten Sensoren ausgebildet sein kann. Die dichtende Verbindung zwischen dem flächigen Abdeckteil und dem Sensorgehäuse wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß beide Bauteile stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

Wählt man als Abdeckteil beispielsweise eine Kunststoffolie definierter Dicke, so kann man sicher sein, ein Abdeckteil für die Funktionsfläche zu haben, das durchgängig eine gleichmäßige Dicke aufweist. Die Dicke kann in engen Grenzen über lange Produktionszeiträume konstant gehalten werden. Außerdem kann man noch auf Kunststoffe zurückgreifen, die für das Spritzgießen nicht oder weniger gut geeignet sind. Es muß nur gewährleistet sein, daß eine feuchtigkeitsdichte Verbindung mit dem restlichen, im Spritzgießverfahren hergestellten Gehäuse möglich ist.

Man kann aber auch andere vorgefertigte Kunststoffteile als Abdeckteil verwenden, beispielsweise deckelartige Teile mit einem randseitig umlaufenden Steg. Bei derartigen Abdeckteilen hat man die Möglichkeit, den die Funktionsfläche abdeckenden Bereich durch Materialabtrag exakt auf eine vorgegebene Dicke zu bringen, falls dies durch den vorausgehenden Herstellungsschritt für das Abdeckteil nicht ohne weiteres erreichbar ist. Alternativ ist es aber auch denkbar, das Abdeckteil mit dem Gehäuse zu verschweißen. Dies kommt insbesondere in den Fällen in Betracht, bei denen das Abdeckteil als Kunststoffolie ausgebildet ist.

Für die Verbindung des Abdeckteiles mit dem vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellten Gehäuse sind alle Verfahren geeignet, mit denen die geforderte Dichtigkeit erreicht werden kann. Mit Vorteil kann die Verbindung gleichzeitig mit der Herstellung der Gehäuse in der Spritzform hergestellt werden. Hier kann man in bekannter Weise durch Materialauswahl und Temperaturführung auf ein oberflächliches Anschmelzen des Abdeckteiles zurückgreifen.

Maßgebend muß in jedem Fall sein, daß die Funktionsfläche des elektronischen Bauelementes mit einem Abdeckteil überspannt ist, dessen Dicke keine zu hohe herstellungsbedingte Untergrenze aufweist und dessen Dicke in sehr engen Grenzen dauerhaft eingehalten werden kann. Nur auf diese Weise kann erreicht werden, daß der Abstand zwischen der Funktionsfläche und dem zugehörigen Encoder im wesentlichen nur von der Einbaugenauigkeit und nicht auch von den Dickentoleranzen des Abdeckteiles beeinflußt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Sensor kann aufgrund des minimalen Luftspaltverlustes die Ansprechgenauigkeit aktiver Sensoren erheblich verbessert werden. Aber auch bei passiven Sensoren könnte die vorliegende Erfindung Einsatz finden.

Weitere Einzelheiten werden anhand der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors im Längsschnitt,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Abdeckung im Längs schnitt und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Abdeckung, ebenfalls im Längsschnitt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Sensor 10 mit einem Gehäuse 1 ist eine Funktionsfläche 2 eines elektronischen Bauelementes 6 mit einem Abdeckteil in Form eines Abschnittes einer Kunststoffolie 3 versehen, das randseitig in das vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellte Gehäuse 1 eingebunden ist. Mit 8 ist ein dem elektronischen Bauelement 6 beabstandet gegenüberliegender Encoder angedeutet, der den Meßwertgeber zur Erzeugung von Signalen komplettiert, die beispielsweise eine Drehzahl repräsentieren. Mit L ist der Luftspalt zwischen der Funktionsfläche 2 des Bauelementes 6 und dem Encoder 8 bezeichnet. Über elektrische Leitungen 9 ist das elektronische Bauelement 6 mit einem integrierten Schaltkreis oder dergleichen verbunden, wo die Signale aufbereitet und an ein Regelsystem weitergegeben werden.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform umfaßt das flächige Abdeckteil ein vorgefertigtes deckelartiges Kunststoffteil 4, das über der Funktionsfläche 2 eine definierte Dicke aufweist und das das Bauelement 6 mit einem umlaufenden Steg 7 randseitig umgreift. Auch in diesem Fall ist das Kunststoffteil 4 bei der Herstellung des Gehäuses 1 durch Spritzgießen mit der Gehäuse 1 verbunden worden. Mit 9 ist wiederum eine elektrische Leitung bezeichnet.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 schließt die Gehäuse 1 bündig mit der Funktionsfläche 2 des insbesondere als Sensorelement ausgebildeten elektronischen Bauteils 6 ab, das wiederum durch eine elektrische Leitung 9 mit einem integrierten Schaltkreis verbunden ist. Zur Abdeckung der Funktionsfläche 2 ist ein Abschnitt einer Kunststoffolie 5 angeordnet, der randseitig umlaufend durch Schweißen, beispielsweise Spiegelschweißen, mit dem Gehäuse 1 verbunden ist.

In allen dargestellten Fällen ist es möglich, die Abdeckung 3, 4, 5 über der Funktionsfläche 2 mit einer streng definierten Dicke auszubilden, so daß der Abstand L zwischen der Funktionsfläche 2 und dem Encoder 8 sehr genau eingestellt werden kann und nicht durch Dickentoleranzen der Abdeckung verfälscht wird, wie sie bei Gehäusen nach dem Stand der Technik bisher unvermeidlich waren.

Claims

1. Sensor (10) mit einem elektronischen Bauelement (6) zur Erzeugung von Signalen, das über eine Funktionsfläche (2) und einen Luftspalt (L) berührungsfrei mit einem Encoder (8) zusammenwirkt, wobei das Bauelement (6) zumindest teilweise in einem Gehäuse (1) des Sensors (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Bauelement (6) zwischen der Funktionsfläche (2) und dem Encoder (8) ein flächiges Abdeckteil (3, 4, 5) aufweist, das randseitig mit dem Gehäuse (1) des Sensors (10) dichtend verbunden ist.

2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil (3, 4, 5) mit dem Gehäuse (1) stoffschlüssig verbunden ist.

3. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Abdeckteil (3, 4, 5) einen Abschnitt einer Kunststoffolie (3, 5) mit definierter Dicke umfaßt.

4. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Abdeckteil (3, 4, 5) ein vorgefertigtes, deckelartiges Kunststoffteil (4) umfaßt.

5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffteil (4) eine definierte Dicke aufweist und das Bauelement (6) mit einem umlaufenden Steg (7) randseitig umfaßt.

6. Sensor nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Abdeckteil (5) mit dem Gehäuse (1) verschweißt ist.

7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Abdeckteil (3, 4) mittels Spritzgießen mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.

8. Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckteil (3, 4) durch oberflächliches Anschmelzen mit dem Gehäuse (1) verbunden ist.