CN102639967B - 位置传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种位置传感器（10），该位置传感器具有壳体，尤其拥有至少一条用于磁性的构件（34）的导轨（36、38）的导引壳体（14）。在所述导引壳体（14）上接纳了对冲裁格栅装置（50）和/或印制导线装置（40）进行电气绝缘并且/或者加以固定的注塑包封结构（48）。该注塑包封结构（48）形成用于所述磁性的构件（34）的防丢装置（42、44）。

Description

位置传感器

技术领域

本发明涉及一种位置传感器。

背景技术

DE 10 2006 059741 A1涉及一种模块化构造的传感器座架结构。所述传感器座架结构包括至少一个基础壳体和至少一个与基础壳体分开地制造的传感器座架模块。所述传感器座架模块由浇铸相容的材料制成并且能够以机械方式固定在所述传感器座架结构的基础壳体上。

对于机动车中的应用方案来说，尤其对于用于变速器控制的位置传感器来说，将传感器集成地安装在电子模块中。比如安装在自动的变速器中的传感器必须为在那里占优势的要求高的运行条件而设计。它们必须经受得住-40℃与+150℃之间的外界温度，此外必须经受得住腐蚀性的外界介质变速器油（自动传动液，ATF=Automatic Transmission Fluid）、较高的高达30g的机械负荷并且必须顶得住变速器中的金属的细磨粒或者说颗粒形成。

介质稳定性和热稳定性在这些应用情况中通过电子装置的抗油的包装和高温电路板的使用来保证。由于来自不同的变速器拓扑结构的复杂的要求以及结构空间和功能要求而使用不同的物理的测量原理。线性的位置检测比如可以在霍耳开关的基础上进行。在这种关联中，使用四个数字的霍耳开关，所述霍耳开关如此布置在电路板上，使得其检测能够线性地移动的多极性的永久磁体的磁性的编码。磁性滑块与以线性方式操纵的换档杆（Wählschieber）、变速器控制板中的液压滑阀或者驻车锁止缸相耦合。除了霍耳开关之外，在所述电路板上还有用于显示诊断功能的电阻和EMV（电磁兼容性）电容器。

传感器电子装置通过密封的、抗油的环氧树脂浇铸料来防止受到变速器油的影响。对于具有也称为M换挡的手动换档的自动变速器来说，所述位置传感器检测换档杆的位置P、R、N、D、4、3、2以及中间区域。这些位置以4位代码的形式输出给变速器控制系统。出于安全原因，所述位置的编码以单节距的方式来执行，也就是说直至识别新位置总是需要一次数据位更换。通过功能性故障引起的简单的数据位更换可以由控制仪借助于可信性检测研究来识别为错误的数据位更换。这样的用于变速器控制的位置传感器的结构从Robert Bosch GmbH公司的机动车技术专业知识、用于机动车的电气设备和电子设备，ISBN-10 3-7782-2031-4，2007年版，出版物“Sensoren im Kraffahrzeug”第136-138页中得到公开。

发明内容

根据按本发明提出的解决方案，取代额外的代表着用于磁性滑块的防丢装置的构件，由PA（聚酰胺）制成的注塑包封结构正是构造为这种防丢装置（Verliersicherung）。所述PA注塑包封结构因此不仅用作封装传感器的防止受到变速器油（自动传动液，ATF=Automatic Transmission Fluid）影响的密封件而且用作用于所述磁性滑块的防丢保护装置。根据所选择的材料组合、由PPS（聚苯硫醚）制造导引壳体的情况以及由PA制造包装密封件的情况，由PA注塑而成的防丢钩不是附着在由PPS制造的导引壳体上。

利用尤其用在设有变速器油（ATF=Automatic Transmission Fluid）的机动车变速器中的位置传感器的按本发明提出的设计方案，可以在变速器控制中显著减少所使用的构件的数目以及制造成本或者说必需的制造时间。根据所述按本发明提出的解决方案，通过PA注塑包封结构不仅将构造为冲裁格栅或者柔性薄膜或者也彼此预注塑包封的印制导线的形式的电气的构造及连接技术加以固定而且将封装传感器的在其位置中的定位加以固定。此外，通过所述PA注塑包封，保证了彼此间的电气绝缘，这尤其排除了通过周围的介质的污染引起的短路。在ATF上完全就是这种情况，因为所述变速器液会包含活动的构件的金属的细磨粒，因而包含齿轮和轴的细磨粒，所述金属的细磨粒会导致上面提到的短路。

在用在按本发明提出的位置传感器上的导引壳体的一种特别有利的设计方案中，可以在将所述构造及连接技术覆盖的PA注塑包封结构上成形有弹性的定位钩。这对于按本发明提出的位置传感器的在注塑方法的过程中由塑料制成的导引壳体来说在加工技术方面可以极其容易地实现。所述定位钩是所述PA注塑包封结构的集成的组成部分并且因此不代表着单独的构件，因而同样在制造按本发明提出的位置传感器时可以以有利地影响制造成本的方式省去这种单独的构件。所述尤其构造为定位钩的防丢装置以特别有利的方式限制了磁性的构件也就是比如具有磁化的或者磁性的特性的磁性滑块的侧向的移动路径。所述磁性滑块在所述导引壳体的背向构造及连接技术的一侧上以能够朝侧面的方向移动的方式导引在导轨或者说导槽中。因为所述防丢装置尤其定位钩在安装所述PA注塑包封结构之后从所述导引壳体的开口中穿过，所以所述防丢装置的钩状的凸起伸入到所述磁性的或者磁化的构件的运动平面中并且限制其侧面的移动路径。

通过所述按本发明提出的解决方案，可以以特别有利的方式在导引壳体中实现窗口形的开口，该开口一方面与所述封装传感器对置，这在与构造为冲裁格栅装置和印制导线装置的形式的构造及连接技术之间的材料连接中构成，并且另一方面在所述导引壳体的另一侧上所述开口检测尤其构造为磁性滑块的磁性的构件的侧向的移动运动。

在预处理时，也就是说在所述封装传感器与构造为预注塑包封的冲裁格栅装置的形式或者构造为预注塑包封的印制导线的形式的构造及连接技术之间进行材料连接的接合时，将这个预装配的组件如此安装在所述导引壳体上，使得所述封装传感器与所述导引壳体上的窗口对置。可以特别容易地将所述预装配的由封装传感器和冲裁格栅装置或者说印制导线装置构成的组件卡夹到所述导引壳体中。随后完成PA注塑包封结构，在所述PA注塑包封结构上以有利地方式构成由塑料材料制成的咬合元件，所述咬合元件在所述塑料材料固化之后在不用工具的情况下比较容易地锁紧到所述导引壳体中的相应构成的开口中。

在所述导引壳体中的点状的支架或者构造为筋条状的定位辅助件上，所述封装传感器在装配的状态中相对于所述导引壳体中的窗口形的开口处于可能所限定的间距中，在所述导引壳体的对置的一侧上布置了所述能够朝侧向的方向移动的磁性滑块。

所述导引壳体上的窗口以有利的方式有利地将所述封装传感器与所述磁性滑块之间的气隙降低到最低限度。所述通过适当地构成的开口与所述导引壳体卡夹在一起的注塑包封结构不用于对所述封装传感器进行密封以防止变速器液的影响。所述在装配的状态中在所述位置传感器的导引壳体上对构造为预注塑包封的冲裁格栅或者说预注塑包封的印制导线的形式的构造及连接技术加以保护的PA注塑包封结构用于避免通过在变速器液中存在的金属颗粒引起的短路。此外，所述PA注塑包封结构用于在装配的状态中不仅在出现温度波动时而且在机动车的运行中必然出现振动负荷时都用于对所述封装传感器进行位置固定。

所述按本发明提出的位置传感器的制造通过由PPS来制造传感器壳体12这种方式来进行，所述PPS是能够高精确地制造的但是昂贵的材料。所述传感器壳体的功能在于接纳其余的构件并且在于在使用寿命范围内精确地导引磁体。在所述由PPS材料制成的传感器壳体中夹入预注塑包封的冲裁格栅装置以及封装传感器。将所述封装传感器夹入开口22中。将如此预装配的组件放入到注塑模具中并且用另外的比如优选是PA的塑料材料对其进行注塑包封。在所述预装配的组件的注塑包封过程中产生了锁紧元件54，由此使所述预装配的冲裁格栅装置50以及预装配的封装传感器56与所述导引壳体进行材料连接。在注塑包封的同时产生至少一个钩状的凸起44。以能够朝侧面的方向移动的方式将所述磁性滑块安装到如此注塑包封完毕的组件中。

附图说明

下面借助于附图对本发明进行详细描述。附图示出如下：

图1是所述按本发明提出的位置传感器的导引壳体，该导引壳体具有用于封装传感器的定位辅助件以及用于锁紧所述导引壳体的接下来有待解释的PA注塑包装结构的开口；

图2是在图1中示出的导引壳体的对置的一侧，这一侧具有导轨或者说接纳在导引筋条上的在这里构造为导引滑块的磁性的构件以及已经装配的电气的构造及连接技术；

图3是注塑包封完毕的组件；

图4是已装配的由按图3的磁性滑块、导引壳体和PA注塑包封结构构成的装置的按在图3中示出的剖切曲线走向IV-IV的剖面曲线；

图5是封装传感器和冲裁格栅或者说预注塑包封的印制导线装置的预装配情况及其相对于所述导引壳体上的窗口的定位情况；以及

图6是按本发明提出的传感器的组件的分解图，该传感器具有PA注塑包封结构、预装配的具有封装传感器的冲裁格栅、导引壳体以及还与该导引壳体分开的这里尤其构造为磁性滑块的磁性的构件。

具体实施方式

从按图1的示意图中可以得知，位置传感器的传感器壳体12构造为导引壳体14。该导引壳体14由塑料材料制成，因此比如由PPS（GF+M）65或者PPS（GF+M）55制成。PPS是聚苯硫醚，这代表着非常昂贵的塑料材料，它尤其在其在使用寿命期间的形状稳定性方面具有很好的性能。如下面提到的一样，PA注塑包封结构48代表着由聚酰胺构成的注塑包封结构，所述聚酰胺代表着较为便宜的塑料材料。

从按图1的示意图中可以看出，所述位置传感器的导引壳体14具有一定数目的构造为窗口形的开口。此外，在所述导引壳体14中构造了窗口20，在该窗口20的内部在所述位置传感器的装配的状态中还有待描述的封装传感器56或者说能够侧向于该封装传感器56移动的磁性的构件34对置着，所述磁性的构件尤其构造为磁性滑块34。所述导引壳体14中的窗口20的构造允许将所述封装传感器56（比较一下图5）与所述磁性滑块（比较一下按图2的示意图）之间的间距降低到最低限度。

在所述导引壳体14中有定位元件16，所述定位元件16比如可以构造为筋条18或者构造为点状的支架，所述封装传感器56在其装配的状态中朝所述支架抵靠，比较一下按图5的示意图。除了已经提到的用于将所述磁性的构件34与所述封装传感器56之间的气隙降低到最低限度的窗口20之外，所述壳体还包括一定数目的固定窗口或者说固定开口30。所述固定窗口或者说固定开口如在按图1的示意图中示意性地勾画的一样比如作为长孔来获得。所述固定窗口或者说固定开口也可以具有正方形的、矩形的或者蘑菇形的外观并且用于在注塑过程中将注塑包封材料与按图3或者说6中的示意图的PA注塑包封结构48锁紧在一起。此外，在按图1中的示意图的传感器壳体12的导引壳体14中有一个窗口28。该窗口如下面还要详细描述的一样用于实现防丢装置。除此以外，所述导引壳体14还包括带肩轴套24。该带肩轴套24使所述传感器壳体12定位。除此以外，该带肩轴套24保证了所述传感器壳体12的旋紧可能性，因为其可以包括内螺纹。此外，在所述导引壳体14中有一个窗口22。该窗口用于将预装配的组件锁定，该预装配的组件包括预注塑包封的冲裁格栅50（按照图5比较一下）、预注塑包封的印制导线装置40或者其它的构造及连接技术。在制造在按图3的示意图中示出的PA注塑包封结构48之前可以在所述窗口22上卡夹预装配的由构造及连接技术与封装传感器56构成的组件。

图2示出了完成了的组件，也就是在图1中以示意性的方式从对置的一侧示出的导引壳体。

在所述导引壳体14的在图2中示出的背面上，有一个能够朝侧向的方向移动的磁性的或者能够磁化的结构元件34。在按图2的实施方式中，这个结构元件构造为滑块状并且能够在喷注在所述导引壳体14的背面上的导引筋条32上进行侧向移动。所述磁性的构件34的彼此对置的端部导引在构造在所述导引壳体14上的第一导轨36或者说第二导轨38中。所述磁性的构件34包括空隙58，该空隙被所述磁性的构件34的侧面32上的止挡面60限定。所述止挡面60与防丢装置42共同作用，所述防丢装置在PA注塑包封结构48注塑包封完毕的情况下穿过构造在所述导引壳体14中的用于定位钩的窗口28，比较一下图3。所述防丢装置42的伸入到所述能够侧向运动的磁性的构件34的运动平面中的凸起44限定了所述磁性的构件34的在导引壳体14上的侧面的移动路径。此外，从按图2的示意图中可以推断，在所述导引壳体14的一个端部上在所述构造为预注塑包封的印制导线40或者说预注塑包封的冲裁格栅装置50的形式的构造及连接技术的装配的状态中，用于接触的印制导线端部伸出超过所述位置传感器的刚刚提到的那个导引壳体14。

图3示出了所述导引壳体的定位状况，但是该导引壳体具有放入的封装传感器以及夹入的PA注塑包封结构。

图3示出，所述PA注塑包封结构48已在所述导引壳体14上喷注完毕。用附图标记46来表示一些支撑点，在这些支撑点上相对于所述冲裁格栅装置50或者说预注塑包封的印制导线40以可能定义的间距接纳了一个封装传感器56。所述PA注塑包封结构在其在图3中未示出的朝向导引壳体14的一侧上具有一定数目的咬合元件，所述咬合元件能够最佳地在按图6的分解图中以附图标记54指示的部件看出。从图3中可以看出，在所述PA注塑包封结构48上构造了定位钩形式的防丢装置42，该定位钩锁紧在所述PA注塑包封结构48的窗口28中并且形成用于所述磁性的构件的结合图2已经描述的防丢装置。所述锁紧作用通过所述PA塑料材料流到为此设置的窗口形的开口28中这种方式来产生。

从按图3的示意图中可以得知剖切曲线走向IV-IV，该剖切曲线走向穿过所述防丢装置42、导引壳体14和PA注塑包封结构48来伸展。

图4示出了组件的按图3中的示意图的剖切曲线走向IV-IV，所述组件包括所述导引壳体14、PA注塑包封结构48和磁性的构件34。从按图4的示意图中可以看出，在所述预注塑包封的冲裁格栅装置50或者说预注塑包封的印制导线结构40及其用PA实现的注塑包封结构48的装配的状态中，所述防丢装置42穿过所述导引壳体14的窗口28。由此产生所述防丢装置42的钩状的凸起44并且该凸起44与止挡面60共同作用，所述止挡面限定了所述磁性的构件34的空隙58。所述止挡面60碰到伸入到所述磁性的构件34的运动平面中的凸起44，由此限定所述磁性的尤其构造为滑块状的构件34的朝侧向的方向沿着导引筋条32分布的移动路径。此外，从按图4的剖面图中可以看出，由于所述防丢装置42的支臂加长而使该支臂拥有弹性，所述弹性方便了装配作业并且有利于功能能力。用附图标记46来表示支撑点46，用这些支撑点使所述按图5中的分解图的封装传感器56与所述预注塑包封的冲裁格栅装置50或者说预注塑包封的印制导线装置40进行了材料连接。

此外，从按4的剖面图中可以看出，在完成了的状态中所述预注塑包封的印制导线结构40或者说预注塑包封的冲裁格栅装置50通过所述PA注塑包封结构48得到了固定。所述PA注塑包封结构48将由封装传感器56、预注塑包封的冲裁格栅装置50和/或预注塑包封的印制导线装置40固定并且对其进行电气绝缘，该PA注塑包封结构48面状地抵靠在所述导引壳体14上，所述尤其构造为滑块状的磁性的构件34能够在所述导引壳体14的背面上沿着导引筋条32进行移动。从按图5的分解图中可以看出，预注塑包封的冲裁格栅装置50可以包括一定数目的印制导线。所述构造及连接技术也可以取代预注塑包封的冲裁格栅装置而包括一定数目的印制导线40。图5示出，在装配所述PA注塑包封48之前如在图3中示出的一样使所述封装传感器56在所述支撑点46上与所述预注塑包封的冲裁格栅装置50或者说预注塑包封的印制导线结构40进行电气连接。所述支撑点46通过轴颈状地在所述封装传感器56的背面上伸出的凸起来构成。所述轴颈状的凸起的在支撑点46的区域中的长度限定了相应的间距，所述封装传感器56在装配的状态中通过所述窗口20与按照图4在所述导引壳体14的背面上能够朝侧向的方向移动的磁性的构件34之间占据了所述间距。在此应该将这个气隙降低到最低限度。用附图标记52在按图5的示意图中可以得知所述按图4中的示意图的磁性的构件34的在所述位置传感器的导引壳体14上的导引筋条32或者说导轨36及38上的装配方向。

按图6的分解图示出了按本发明提出的位置传感器10的各个组件。

从按图6的示意图中，可以得知在图5中同样以分解图示出的封装传感器56，该封装传感器与所述预注塑包封的冲裁格栅装置50或者说预注塑包封的印制导线结构40进行了材料连接。首先将这个预装配的组件与所述导引壳体14卡夹在一起。所述卡夹连接通过将咬合元件插入到所述导引壳体14的在图1中示出的窗口22中来进行，从而将由封装传感器56、预注塑包封的冲裁格栅装置50或者说预注塑包封的印制导线装置40构成的预装配的组件固定在所述导引壳体14上。随后通过所述PA注塑包封结构48来覆盖这个组件。从按图6的分解图中可以清楚地看出，在所述PA注塑包封结构58的内侧面上作为侧凹构造了蘑菇形式的锁紧元件54。这些锁紧元件在所述导引壳体14上产生PA注塑包封结构48时通过流动的并且而后固化的PA材料来产生。在产生所述PA注塑包封结构48时，将所述传感器元件56以其正面挤压到可以构造为点状的支架或者构造为筋条18的定位元件16上。在安装所述PA注塑包封结构48时，所述防丢装置42的钩状的凸起44从所述导引壳体14的相应的窗口28中穿过。随后将所述磁性的构件34推入到下面的导轨38、必要时构造在所述导引壳体14的背面上的导引筋条32中并且必要时推入到所述导轨36中。所述磁性的构件34包括正面64、已经结合图2提到的通过所述止挡面60来限定的空隙58以及将所述磁性的构件34的正面64限定的侧面62。

将所述磁性的构件34推入到所述导轨38或者说36或者说导引筋条32中，这个过程可以变得特别简单，因为由于所述定位钩状的凸起44的斜切可以使该凸起沿推入方向特别容易地被所述能够朝侧向的方向运动的磁性的构件34越过，但是沿相反的方向由于所述防丢装置42的笔直地伸展的钩状的凸起44所述限定了空隙58的止挡面60碰到所述防丢装置42的钩状的凸起44的笔直的一侧。由此以防丢的但是能够运动的方式接纳了所述能够朝侧向的方向在所述导引壳体14上运动的磁性的构件34。

Claims (12)

1.位置传感器（10），具有导引壳体（14），其中在所述导引壳体（14）上固定封装传感器（56）并且所述导引壳体（14）具有至少一个导轨（36、38），磁性的构件（34）在所述导轨中可移动地被导引，其特征在于，在所述导引壳体（14）上接纳了对冲裁格栅装置（50）和/或印制导线（40）进行电气绝缘并且/或者加以固定的注塑包封结构（48），该注塑包封结构形成用于所述磁性的构件（34）的防丢装置（42）。

2.按权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，所述导引壳体（14）具有开口（30），在所述开口中塑料材料形成锁紧点或者锁紧元件（54）。

3.按权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，所述注塑包封结构（48）具有从所述导引壳体（14）中的开口（28）中穿过的钩状的凸起（44），该凸起具有笔直的一侧和斜切的一侧。

4.按权利要求3所述的位置传感器，其特征在于，所述防丢装置（42）的钩状的凸起（44）伸入到所述磁性的构件（34）的运动平面中并且限定其侧向的移动路径（52）。

5.按权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，所述磁性的构件（34）在所述导引壳体（14）的导引筋条（32）上导引并且在所述导引壳体（14）上的至少一条导轨（36、38）中导引。

6.按权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，所述导引壳体（14）包括与所述封装传感器（56）对置的窗口（20），所述封装传感器（56）与冲裁格栅装置（50）和/或印制导线（40）电气连接。

7.按权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，所述导引壳体（14）包括能够将所述冲裁格栅装置（50）和/或印制导线（40）锁定的开口（22）。

8.按权利要求6所述的位置传感器，其特征在于，所述导引壳体（14）包括用于所述封装传感器（56）的定位元件（16）。

9.按权利要求8所述的位置传感器，其特征在于，所述定位元件（16）构造为筋条（18）。

10.按权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，所述磁性的构件（34）包括空隙（58），该空隙（58）被至少一个止挡面（60）限定。

11.按权利要求2所述的位置传感器，其特征在于，所述塑料材料是聚酰胺。

12.用于装配位置传感器（10）的方法，所述位置传感器（10）具有拥有开口的导引壳体（14），该方法具有以下方法步骤：

a）通过支撑点（46）上的构造来将封装传感器（56）材料连接地与预注塑包封的冲裁格栅装置（50）或者预注塑包封的印制导线（40）接合在一起；

b）将磁性的构件（34）安装在所述导引壳体（14）上的至少一条导轨（36、38）和/或导引筋条（32）中；

c）通过由封装传感器（56）、预注塑包封的冲裁格栅装置（50）和/或预注塑包封的印制导线（40）构成的预装配的组件的注塑过程进行成形，所述预装配的组件的锁紧点（54）伸入到所述导引壳体（14）的开口（30）中；

d）使防丢装置（42）咬合到所述导引壳体（14）的窗口形的开口（28）中，所述防丢装置限制所述磁性的构件（34）在导引壳体（14）上的侧面的移动路径（52）。