CN105452874A - 模块化速度传感器 - Google Patents

Abstract

公开了一种模块化速度传感器，包括：传感器模块，其包括第一壳体、布置在第一壳体中的速度感测元件、和从速度感测元件延伸的传感器终端；以及电缆模块，其包括第二壳体和电缆，所述电缆的前端布置在第二壳体中；其中，所述传感器模块和电缆模块彼此分开形成，然后直接或间接组装在一起，并且通过将传感器模块和电缆模块组装在一起而在传感器终端和电缆之间建立接触型电连接。

Description

模块化速度传感器

技术领域

本发明涉及一种具有模块化组装结构的速度传感器。

背景技术

典型的轮速传感器通常包括传感器部分和附接于传感器部分的电缆部分，传感器部分具有基于引线框的ASIC(专用集成电路)封装件，其与电缆部分的双线电缆电连接。通常，借助于通过直接注射成型或模块化注射成型形成的封壳，实现适用于车辆的定制应用和用热固或热塑性聚合物将电器元件隔离，传感器部分和电缆部分通过该封壳组装在一起。昂贵的ASIC和电缆之间需要有一种信号传输方案。

在注射成型过程中，封壳通常固定在保持部分上。封壳和保持部分之间的密封通常通过保持部分上的小的肋状几何结构实现，这种肋状几何结构在注射塑料的温度下熔化，从而在封壳和保持部分之间产生形状锁合和材料锁合。

电缆和封壳之间的密封是通过注射成型过程中的少量熔合造成的表皮粘合和注射成型后的冷却阶段的收缩的组合作用实现的。

ASIC引线框和电缆之间的电连接的实现可通过焊接，例如激光焊接或超声焊接，或通过将电缆末端压接到从引线框伸出的导体上，或通过将电缆中的缆线直接焊接到引线框上。

上述传统传感器结构的缺点包括：加工周期长，这主要是由塑料封壳的冷却时间造成的；整个加工过程中缆线的处理复杂；以及，取决于传感器在车辆中的安装位置，各种ASIC或引线框的几何结构差异很大。

在电缆密封领域，在设计、加工、模具成型过程中，要遵循一个热工艺窗。具体地讲，一方面，电缆在在注射成型模具中的形状稳定性和冷却实现的缩紧必须确保，另一方面，必须从封壳传递足够的热量以使得电缆在其表皮区域与封壳熔合焊接在一起。然而，在不同的应用和成型条件下(例如收缩差异，不同注射点，不同注射成型设备，和不同冷却方案)，目前的传感器设计难以满足上述要求，并且难以避免在试验和/或额外的测量上增加费用。

另外，为了针对具有不同几何形状的ASIC(取决于应用和传感器在车辆中的安装要求)通过注射成型热塑性材料形成封壳，每种规格的封壳需要新的设计和工艺，以避免ASIC在注射成型过程中产生热应力和机械应力，这也会导致费用增加。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种全新的工艺链，以解决现有速度传感器的缺点中的至少一些。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种模块化速度传感器，其包括：传感器模块，其包括第一壳体、布置在第一壳体中的速度感测元件、和从速度感测元件延伸的传感器终端；以及电缆模块，其包括第二壳体和电缆，所述电缆的前端布置在第二壳体中；其中，所述传感器模块和电缆模块彼此分开形成，然后直接或间接组装在一起，并且通过将传感器模块和电缆模块组装在一起而在传感器终端和电缆之间建立接触型电连接。

根据本发明的一种实施方式，电缆模块还包括导电连接件，其由第二壳体支承并且与电缆的前端电连接。

根据本发明的一种实施方式，在传感器模块和电缆模块被组装到一起时，传感器终端和连接件进入彼此电接触状态，并且通过传感器终端和连接件中的至少一个的弹性变形产生径向弹性力和/或轴向弹性力以保持它们之间的接触状态。

根据本发明的一种实施方式，连接件在电缆制造阶段通过焊接、压接、或弹性夹持而固定在电缆的缆线末端上。

根据本发明的一种实施方式，传感器模块和电缆模块通过插接动作被固定到彼此，并且通过该插接动作而在第一和第二壳体之间产生形状锁合和/或力锁合。

根据本发明的一种实施方式，传感器模块和电缆模块配备有标准化机械和/或电接口，以便于它们之间的机械耦合和/或电耦合。

根据本发明的一种实施方式，模块化速度传感器还包括附接于传感器模块和电缆模块中的至少一个上的保持模块，所述保持模块被构造成适用于将速度传感器固定到用于支承该速度传感器的支撑件上。

根据本发明的一种实施方式，保持模块是通过将塑料材料注射成型到第一和第二壳体中的一个上而形成的。

根据本发明的一种实施方式，保持模块通过焊接或利用附加的固定件而进一步固定到第一和第二壳体中的所述一个上。

根据本发明的一种实施方式，保持模块通过插接动作而组装到第一和第二壳体中的另一个上，并且通过该插接动作而在保持模块和第一和第二壳体中的所述另一个之间产生形状锁合和/或力锁合。

根据本发明的一种实施方式，保持模块和第一和第二壳体中的所述另一个配备有标准化机械接口，以便于它们之间的机械耦合。在这种情况下，传感器模块和电缆模块可以配备有标准化电接口，以便于它们之间的电耦合。

根据本发明的一种实施方式，传感器模块、电缆模块和保持模块(如果有的话)中的至少一个被标准化。

根据本发明，速度传感器中至少传感器模块和电缆模块被分开预制然后组装在一起，从而可以通过简单地组装各种传感器模块和电缆模块而形成各式各样的传感器，这能降低费用。同时，模具可以简化，工艺周期可以缩短。

附图说明

图1是根据本发明基本构思的速度传感器的传感器模块的示意性剖视图；

图2是显示将传感器模块组装到电缆模块之前的状态的示意性剖视图；

图3是展示传感器模块和电缆模块处在组装好的状态时的示意性剖视图；

图4和5是展示连接件和电缆末端之间的可行连接方式的示意性横截面图；

图6是根据本发明的一种优选实施方式的速度传感器的示意性剖视图；

图7是根据本发明的另一种优选实施方式的速度传感器的示意性剖视图；以及

图8是图7中的速度传感器的右视图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的一些优选实施方式。

根据本发明的基本构思，提供了一种轮速传感器，其包括传感器模块和电缆模块，它们被形成为彼此分开的单元、然后被组装到一起。

图1示出了本发明的传感器模块10的示意性结构，该传感器模块主要包括：由引线框(未示出)支承的ASIC芯片1，从引线框延伸的用于电能和信号传输的传感器终端2，和由绝缘塑料材料形成的第一壳体3，所述ASIC芯片1、所述引线框以及所述传感器终端2的内部部分被密封在该壳体3中。

引线框可以具有格子形状，由金属板材冲压制成，同时形成了传感器终端2。

ASIC芯片1和传感器终端2之间的电连接可以通过压接、借助弹性力、或通过任何其它适宜的接触型连接方式实现。

第一壳体3可由热塑性材料注射成型或低压浇注形成，由热固性材料压缩成型形成，或利用密封剂形成。

传感器模块10被构造成使得其读取面以特定指向相对于编码器定位(侧面读取，底部读取，或倾斜读取)。对于钢制车轮，传感器模块10中使用了永磁体。

如图2所示，传感器模块10可以通过插接动作组装到电缆模块20。电缆模块20包括：电缆4，其具有至少一根带缆线末端6的缆线5，连接件7，其与缆线末端6电连接，和第二壳体8，其内密封着连接件7和与连接件相连的电缆4端部。

传感器模块10和电缆模块20通过设置在壳体上的配合结构而组装在一起。例如，在图2所示的实施方式中，第二壳体8形成有凹槽，用于接纳第一壳体3的一部分，并且它们之间产生形状锁合和/或力锁合。作为替代，第一壳体3可以形成有凹槽，用于接纳第二壳体8的一部分。锁定特征，例如挤压连接部，可以形成在这两个壳体上，用以将它们锁定在图3所示的组装状态。作为替代或附加，传感器模块10可以通过下述方式固定在电缆模块20上：注射成型，通过胶接，或通过焊接，例如激光焊接、激光喷焊或超声焊接。还是作为替代或附加，附加的紧固件可以用于将传感器模块10锁定到电缆模块20。这两个壳体之间的密封可以通过密封件、筋-槽配合结构、密封机或类似方式实现。

连接件7由导电片材形成，并且在电缆制造阶段通过焊接、通过压接、借助弹性力、或通过任何其它适宜的措施被固定到缆线末端6。如图4所示，在本发明的一种实施方式中，连接件7的一部分7’被压接到缆线末端6上，从而在它们之间形成接触型电连接。如图5所示，在本发明的另一种实施方式中，缆线末端6弹性变形安置在连接件7中，从而在它们之间通过缆线末端6变形产生的径向弹性力形成接触型电连接。作为替代或附加，缆线末端6和连接件7之间的接触型电连接可以通过缆线末端6和/或连接件7的弹性变形产生的轴向弹性力产生。

在第二壳体8的约束下，连接件7的形状和连接件7相对于电缆4的位置被固定，并且实现了它们相对于环境的绝缘。

在传感器模块10被组装到电缆模块20时，传感器终端2与连接件7发生接触，例如，通过插入到连接件7中，从而利用传感器终端2和/或连接件7的弹性变形产生的弹性力(沿径向，轴向，或这两个方向)在它们之间形成电连接。

在车辆应用中，速度传感器固定在车辆的一部分上。为此，保持模块被添加到传感器模块10和电缆模块20的组件。保持模块优选由塑料材料制成，并且附接于传感器模块10和电缆模块20的壳体之一或二者。

在图6所示的实施方式中，速度传感器包括传感器模块10、电缆模块20和保持模块30。传感器模块10具有第一壳体3，而电缆模块20具有第二壳体8和电缆4，电缆的前端固定在第二壳体8中。第二壳体8包括前侧部分8a，其插入并且固定在第一壳体3中，和后侧部分8b，保持模块30附接在该后侧部分上。

在这种实施方式中，保持模块30通过包覆成型形成在第二壳体8上。保持模块30包括管状部分11，其保卫所示后侧部分8b，和法兰状固定部分12，其从管状部分11径向向外延伸。固定特征，例如卡子、适于被螺钉穿过的通孔等等，可被形成在固定部分12上/中，用以将速度传感器固定到车辆的相应部分上。

固定部分12上可以承载有密封件，用以将速度传感器密封在车辆的相应部分上。

锁定特征，例如一或多个圆周凹槽13，可以形成在后侧部分8b上并且与管状部分11的材料协作，以将保持模块30固定到电缆模块20。作为替代或附加，管状部分11在焊接点14被焊接到后侧部分8b上。

在图7和8所示的实施方式中，速度传感器包括传感器模块10、电缆模块20和保持模块30。传感器模块10包括：第一壳体，其由第一部件3a和第二部件3b组合而成，第一和第二部件被组装到彼此并且在它们中限定处内部空间；感测元件1’，其布置在所示内部空间中；和一对传感器终端2a和2b，分别用于电能和信号传输，从感测元件1’延伸穿过第二部件3b并且暴露于第二部件3b的后端。

电缆模块20包括：第二壳体8；电缆4，其前端密封在第二壳体8中；和连接件，其固定在第二壳体8的前端并且与电缆4中的两根缆线相连，所述连接件具有连接终端7a和7b，用于分别与传感器终端2a和2b接触连接。

保持模块30包括：第一管状部分11a，其组装到第一壳体的第二部件3b；第二管状部分11b，其组装到第二壳体8；固定部分12’，其从第一和第二管状部分11a和11b之间的结合部沿径向向外方向突伸；和加强件15，其布置在固定部分12’中，加强件15包括通孔16，所述通孔适于被螺钉穿过以将整个传感器固定到车辆的相应部分上。加强件15优选由比构成保持模块30的其余部分的塑料材料强度高的材料制成。

保持模块30可以通过锁定结构、通过焊接、或通过包覆成型附接于传感器模块10和电缆模块20。

在图7和8所示的实施方式中，传感器模块10和电缆模块20的壳体之间没有机械耦合/密封；然而，在其它实施方式中，可以在这两个壳体之间提供形状锁合和/或力锁合。

根据本发明，速度传感器的传感器模块10和电缆模块20被预先制成、然后直接或通过另一元件(诸如保持模块30)间接组装在一起，从而针对不同的应用或是车辆上的不同安装位置，通过简单地组装各种传感器模块和电缆模块而形成各式各样的传感器。可以容易地实现可变的组装方案。

所有这些模块可被标准化，从而减少了数量的部件和模具就能满足需要。

ASIC芯片和电缆之间的电连接在简化的组装线上通过机械插接步骤就能实现。

各模块上可以设置标准化接口，以便于它们之间的组装。

保持模块可以在注射成型过程中利用简单的模具和缩短的加工周期形成在传感器模块和电缆模块之一上，因此热工艺窗可以展宽。

保持模块优选通过注射成型(包覆成型)形成在电缆模块上，以使得传感器模块的内部元件受注射成型影响较小。

虽然上面描述了一些特定实施方式，这些实施方式仅以示例的方式给出，而不意在限制本发明的范围。所附权利要求及其等同替换意于覆盖所有那些落在本发明范围和主旨内的修改、替换和变更。

Claims (13)

1.一种模块化速度传感器，包括：

传感器模块，其包括第一壳体、布置在第一壳体中的速度感测元件、和从速度感测元件延伸的传感器终端；以及

电缆模块，其包括第二壳体和电缆，所述电缆的前端布置在第二壳体中；

其中，所述传感器模块和电缆模块彼此分开形成，然后直接或间接组装在一起，并且通过将传感器模块和电缆模块组装在一起而在传感器终端和电缆之间建立接触型电连接。

2.如权利要求1所述的模块化速度传感器，其中，电缆模块还包括导电连接件，其由第二壳体支承并且与电缆的前端电连接。

3.如权利要求2所述的模块化速度传感器，其中，在传感器模块和电缆模块被组装到一起时，传感器终端和连接件进入彼此电接触状态，并且通过传感器终端和连接件中的至少一个的弹性变形产生径向弹性力和/或轴向弹性力以保持它们之间的接触状态。

4.如权利要求2或3所述的模块化速度传感器，其中，连接件在电缆制造阶段通过焊接、压接、或弹性夹持而固定在电缆的缆线末端上。

5.如权利要求1到4中任一项所述的模块化速度传感器，其中，传感器模块和电缆模块通过插接动作被固定到彼此，并且通过该插接动作而在第一和第二壳体之间产生形状锁合和/或力锁合。

6.如权利要求5所述的模块化速度传感器，其中，传感器模块和电缆模块配备有标准化机械和/或电接口，以便于它们之间的机械耦合和/或电耦合。

7.如权利要求1到4中任一项所述的模块化速度传感器，还包括附接于传感器模块和电缆模块中的至少一个上的保持模块，所述保持模块被构造成适用于将速度传感器固定到用于支承该速度传感器的支撑件上。

8.如权利要求7所述的模块化速度传感器，其中，保持模块是通过将塑料材料注射成型到第一和第二壳体中的一个上而形成的。

9.如权利要求8所述的模块化速度传感器，其中，保持模块通过焊接或利用附加的固定件而进一步固定到第一和第二壳体中的所述一个上。

10.如权利要求8或9所述的模块化速度传感器，其中，保持模块通过插接动作而组装到第一和第二壳体中的另一个上，并且通过该插接动作而在保持模块和第一和第二壳体中的所述另一个之间产生形状锁合和/或力锁合。

11.如权利要求10所述的模块化速度传感器，其中，保持模块和第一和第二壳体中的所述另一个配备有标准化机械接口，以便于它们之间的机械耦合。

12.如权利要求11所述的模块化速度传感器，其中，传感器模块和电缆模块配备有标准化电接口，以便于它们之间的电耦合。

13.如权利要求1到12中任一项所述的模块化速度传感器，其中，传感器模块、电缆模块和可选的保持模块中的至少一个被标准化。