CN105849507A - 用于将传感器固定至支撑件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将传感器(1)固定在支撑件(2)上的方法，支撑件(2)包括用于传感器(1)的接收区域(16)和包括压接区域(17)，传感器(1)包括设有凸起区域(25)的壳体(20)，在该方法中：‑引导传感器(1)面对支撑件(2)的接收区域(16)并与该接收区域的整体或局部接触，以及‑使压接区域(17)的整体或局部变形，以使得压接区域(17)的由此变形的所述一个或多个部分按压在凸起区域(25)的整体或局部上，以相对于所述支撑件(2)将传感器(1)保持在适当的位置。

Description

用于将传感器固定至支撑件的方法

技术领域

本发明涉及将传感器固定在支撑件上。

本发明尤其、但非排他性地适用于机动车辆领域。传感器例如是位置传感器，支撑件例如被合并到车辆热机的空气回路的电气-机械部件的罩上。所述电气-机械部件例如是阀门。

背景技术

在本发明的意义上，用“热机空气回路”表示热机进气入口与排气出口之间的回路。阀门可以被布置在进气回路、排气回路、或再循环环路中，在进气处被重新注入的排放气体经过该再循环(在英文中为EGR)环路。

这尤其涉及排放气体再循环阀门的罩。

为了将传感器固定在支撑件上，已知的是将传感器包覆成型在支撑件上，或借助于树脂使传感器在支撑件上保持在位。

已知的用于将传感器固定在支撑件上的固定方式不是令人满意的，这是因为这些固定方式意味着成本高昂的额外步骤。

存在对允许简单、有效并低成本地将传感器固定在支撑件上的方式的需求。

发明内容

本发明借助于一种用于将传感器固定在支撑件上的方法来满足该需求，该支撑件包括用于传感器的接收区域和压接区域，该传感器包括设有凸起区域的壳体，

在该方法中：

-使传感器面对支撑件的接收区域并与该接收区域的整体或局部接触，以及

-使该压接区域的整体或局部变形，以使压接区域的由此变形的所述一个或多个部分按压在凸起区域的整体或局部上，以相对于支撑件将传感器保持在适当的位置。

借助于上述方法，相对于支撑件将传感器保持在位，无需添加中间部件，而是通过已存在的部件的压接进行。

这样的在适当位置的保持可允许尽管有振动也不降低传感器的精确度。传感器的该保持还可便于将传感器的电接线片连接到引线框架(在英文中为“lead frame”)，以给传感器供电并允许利用该传感器提供的测量。

支撑件的压接区域可同时：用于界定接收区域并由此在其变形之前沿着某些方向保持传感器，和用于一旦变形则沿着其它方向保持传感器。

该变形可在于使压接区域的部分压合在传感器的凸起区域的整体或局部上。一旦实现变形，凸起区域就可被局部地布置在接收区域与压接区域的压合部分之间。

压接区域可以由一种或多种塑料材料制成。

通过使压接区域经受加热以及机械力，镶嵌区域的整体或局部可被变形。该区域的压接可由此发生，以通过作用于传感器的凸起区域上而固定传感器。仅压接区域可经受热和/或机械应力，以使得传感器不受损。

可在比压接区域经受加热的持续时间更长的持续时间期间在该压接区域上施加机械力。加热可例如在压接区域已经经受机械力时开始。

为了使压接区域变形而施加的温度在加热期间可变化，以提高压接操作的效率，同时减小施加在传感器上的热应力。所施加的温度分布可允许压接区域的温度高于构成所述区域的材料的玻璃化变态温度，以能够软换而不被脆化，不因此使该加热导致传感器的过度加热。该加热例如包括：

-温度逐渐升高阶段，是温度从第一温度水平逐渐升到到第二温度水平的阶段，

-期间施加第二温度水平以使压接区域的整体或局部变形的阶段，以及

-冷却阶段。

第一温度水平例如被包括在100℃至180℃之间。

第二温度水平可根据压接区域的材料被确定，例如被包括在220℃至260℃之间。

该加热可包括初步阶段，根据该初步阶段，对压接区域施加第一温度水平。该初步阶段可允许缩短加热的持续时间。施加在传感器上的机械力可被包括在150N至250N之间。

如将在下文中看到的，可通过单个相同工具施加机械力和加热。

传感器例如是位置传感器。这尤其涉及霍尔效应传感器。

壳体可具有平行六面体的形状，且凸起区域可被布置在壳体的两个不同的面上，尤其是壳体的相对的面上。凸起区域可因此在壳体上以不连续的方式延伸，例如包括多个不同的部分。

接收区域例如是大致平面的，且压接区域可包括自接收区域起大致垂直地延伸的至少两个壁。镶嵌区域的根据上述方法被变形的部分可仅仅是与接收区域相距一定距离的部分，即在自接收区域观察压接区域时为该压接区域的远端区域。

当传感器面对接收区域时，属于压接区域的每个壁可面对壳体的一个面，在该面上设置有凸起区域。每个壁可由此与凸起区域的一部分配合，以将传感器保持在变形后的支撑件上。

传感器可包括第二壳体，该第二壳体与上述壳体联结且不同于该上述壳体，该上述壳体因此是第一壳体。这两个壳体可具有大致相同的尺寸。第一壳体向外部的电连接可经由第二壳体实现。一个或多个第一电接线片可连接第一壳体和第二壳体。一个或多个第二电接线片可自第二壳体起延伸直至自由端部，该自由端部允许将传感器连向外部。

第一电连接片的数量可等于或可不等于第二电连接片的数量。

如有必要，第二壳体也可具有凸起区域，且支撑件可包括与第二壳体的所述凸起区域配合的另一压接区域，类似于上文关于第一壳体所描述的，以将第二壳体固定在支撑件上。可替代地，第二壳体可不直接被固定在支撑件上，而是借助于上述的第一壳体在支撑件上的固定间接地实现将第二壳体固定在支撑件上。第二壳体的凸起区域可因此允许将传感器定位在支撑件的接收区域中。

第一壳体可以包括，在霍尔效应传感器情况下，所述位置检测元件尤其是磁场测量元件)，且第二壳体可包括去耦电容器，这尤其允许满足关于静电放电和电磁兼容性方面的要求。

传感器可不设有印刷电路(在英文中为PCB)。

支撑件可以被合并到机动车辆的电磁部件，尤其是集成到这样的部件的罩。该电磁部件例如是车辆热机的空气回路的阀门。传感器可由此允许测量阀门瓣片的位置。

该阀门例如是调节空气回路的再循环环路中的排放气体流量的阀门，该再循环环路(也称作“EGR环路”)允许所述气体在发动机进气处被重新注入。可替代地，该阀门可以是被布置在所述EGR环路的入口或出口处的所谓的“三通”阀门。

EGR环路可以是“高压”或“低压”环路。

还可替代地，该阀门可以是空气回路的定量器。

根据本发明的另一方面，本发明的目的还在于提供一种包括支撑件和传感器的组件，所述支撑件和传感器借助于上述方法被固定。

根据本发明的另一方面，本发明的目的还在于提供一种工具，该工具用于实施如上所述的方法，该工具被构造为用于使支撑件的压接区域的整体或局部变形。

该工具可包括：

-至少一个按压表面，其被构造为用于与压接区域的整体或局部配合，以在其上施加机械力，以及

-加热构件，其被构造为用于在压接区域的整体或局部上施加加热。

该工具可包括控制装置，所述控制装置允许该工具在加热过程使施加在压接区域上的温度变化，这尤其允许施加上述的不同阶段。

该工具可包括与按压表面相关联的引导部件，以向着一个或多个预定方向引导由压接区域的整体或局部变形所导致的压接区域的材料移动。该引导表面允许压接区域的变形引起压接区域面对凸起区域压合，以接触该凸起区域并在该凸起区域上施加指向接收区域的应力。传感器可由此以零间隙被固定到支撑件。

附图说明

通过阅读以下对本发明的非限制性实施例的描述并通过研究附图，本发明将被更好地理解，在附图中：

图1示意地示出了一个环境示例，在该环境示例中可实施本发明；

图2是图1的细节图；

图3是沿着图2的A-A的剖视图，其示出了固定之前的支撑件和传感器；

图4示出了图3的、在传感器已被固定到支撑件上之后的支撑件和传感器；

图5示出了在实施该方法期间所施加的机械和热应力的演变；以及

图6示出了工具示例，其可被用于实施该用于将传感器固定在支撑件上的方法。

具体实施方式

在图1中示出了一个环境示例，在该环境例子中可实施根据本发明的方法。

在所示示例中，该方法允许将传感器1固定在支撑件2上，该支撑件2被合并到热机空气回路的阀门的罩3。阀门例如是调节再循环环路中的EGR气体流量的阀门，或例如是调节这些气体在发动机进气处被重新注入的流量的阀门。

在所考虑的示例中，罩3包括由塑料材料制成的壁5，在该壁5上设有导电轨道6。

在所示示例中，罩3还包括与未示出的阀门的主体接合(例如通过卡合)的机械接合装置7，和用于与未示出的供电和/或控制设备接合的电接合装置8。

如在图1中所示，罩还可包括支座10，该支座允许借助于未示出的中间轴相对于阀门的主体正确地定位罩。在此处该中间轴构成用于将电机生成的运动传递到阀门瓣片的传动级的一部分。

本申请人于2012年10月12日在法国以编号12 59740提交的申请的内容通过引用包含在本申请中，至少关于经由被用于移动阀门瓣片的、电机的中间轴接地的装置的内容通过引用包含在本申请中。

在图2中被更详细地示出的支撑件2可以被添置到罩3上或形成罩3的一部分。

如在图2中所示，支撑件2可具有周边凸缘12，该周边凸缘12围绕所述支撑件2延伸并界定内部空间13。

在所考虑的示例中，该内部空间13的一部分形成用于传感器1的容置部，而空间13的另一部分接收电轨道15，该电轨道15允许将传感器1电连接到罩3的连接装置8。

如在图2中可见，内部空间13的、形成用于传感器1的容置部的部分的底部可以是平面的并界定用于传感器1的接收区域16。

在所考虑的示例中，两个壁17自接收区域16起、以大致垂直于接收区域16的方式延伸，且这些壁17在此处相互大致平行。如在下文中所述，壁17形成压接区域。

在此处，这些壁17由塑料材料制成，且这些壁可与接收区域16一体地或不一体地制成。

如在图2中可见，在所示示例中，传感器1的形式为通过第一电接线片22而彼此电和机械地连接的两个壳体20和21。这些第一电接线片22可以是刚性的，以使得第一壳体20与第二壳体21联结。每个壳体20或21都可以通过一种或多种塑料材料的模制来获得。

在该示例中，壳体20或21中的每个具有相同的平行六面体的形状，对于这两个壳体该形状具有相同的尺寸。在所考虑的示例中，第一壳体20用于容置磁场检测元件，该磁场检测元件用于实现阀门瓣片的位置检测。在该示例中，第二壳体22容置去耦电容器。

在该示例中，传感器1还包括第二电接线片23，该第二电接线片23用于允许将第二壳体21、并因此允许将传感器1电连接到电轨道15。

传感器例如是由公司MELEXISR以贸易参考标号MLX90364TriaxisR投放市场的传感器。

如在图3中可见，第一壳体20具有凸起区域25，所述区域25被如此命名是因为该区域相对于所述壳体20的外部表面的其余部分凸起。在所考虑的示例中，该凸起区域25在壳体20的两个相对的面上延伸，因此包括两个部分，该两个部分每个由这些面中的一个承载。在该示例中，第二壳体21也包括凸起区域25。

当传感器1被接收在内部空间13中时，每个壁17被布置在凸起区域25的一部分的附近。

现在将参照图3至图5来描述根据本发明的用于将传感器1固定在支撑件2上的方法。

在用于使传感器与接收区域16接触的初步阶段之后，在壁17上施加机械力和加热，以便使这些壁变形，以使其向凸起区域25压合。

图5沿着曲线30示出了在壁17上施加的机械力随时间的演变，和沿着曲线31示出壁17的加热随时间的演变。

如在图5中所示，首先在壁17的远端部分上施加机械力。然后发生预热阶段100，在该阶段期间，对壁17施加第一温度水平。该第一温度水平例如被包括在100℃至180℃之间。

在第二阶段101期间，施加至壁17的温度自第一温度水平例如线性的升高直至第二温度水平。第二温度水平例如被包括在220℃至260℃之间。

在第三阶段102期间，施加第二温度水平至壁，在该步骤102期间温度保持大致恒定。在第四阶段103期间，实现壁17的冷却，例如通过注入新鲜空气。在第四阶段103结束时，壁17的温度可大致等于这些壁在第一阶段100开始时所具有的温度。

如在图5中可见，在所有阶段100至103期间可在壁17上施加机械力。

在壁17上的联合施加机械力和加热允许使这些壁17的远端部分变形，以使得这些远端部分向凸起区域25压合。壁17因此采用顶端弯曲的形状，以在凸起区域25上施加力，并且该力指向接收区域16。该如此指向的力允许将传感器1在支撑件2上保持在位。

在根据本发明的方法结束时，凸起区域25被局部地布置在接收区域16与壁17的压合部分之间。

现在将参照图6来描述工具40的示例，该工具例子可被用于实施上述方法。

该工具40允许使支撑件2的壁17的整体或局部变形。

在所考虑的示例中，工具40包括多个按压表面41，其每个都被构造为用于与壁17的远端部分的端部配合，以在其上施加机械力。该按压表面41例如是平面的，正如例如壁17的每个远端部分的自由端部一样。

在所示示例中，引导构件43与每个按压表面41相关联。在此处，引导构件43是围绕按压表面41的一部分延伸的凸边，由此形成沿着该按压表面41的周围的一部分的屏障。在该示例中，引导构件43包括两两成直角的三个相继的区段。

当壁17的远端部分的端部与按压表面41接触时，引导构件43在其存在处沿着该端部延伸。由于在某些方向中存在充当屏障的引导构件43，在联合施加加热和机械力的作用下，壁17的远端部分在这些方向中的变形由此被阻止。该变形因此被引导向其他方向，这是因为对于这些方向不存在引导构件43。

在此处，引导构件43被构造为使得相应的壁17的远端部分的变形向着凸起区域25实现。如上所述，壁17的由此变形的材料因此约束凸起区域25。借助于工具40，变形的材料以足够的厚度且在端部处不带毛边地被有利地放置于凸起区域25上。

在所考虑的示例中，工具40还包括在图6中不可见的加热构件，该加热构件被构造为用于在压接区域17的整体或局部上施加加热。

两个孔44可允许在壁17上注入热空气，以实现参照图5所述的阶段100至102，而另一孔45可允许在壁17上注入冷空气，以实现阶段103。

该工具还可包括未示出的控制装置，所述控制装置允许在加热期间使施加在压接区域上的温度进行变化，这尤其允许施加上述不同的阶段。

本发明不限于上述例子。

除非另有说明，表达“包括”应被理解为与表达“包括至少一个”同义。

Claims (13)

1.一种用于将传感器(1)固定在支撑件(2)上的方法，所述支撑件包括用于所述传感器(1)的接收区域(16)和包括压接区域(17)，所述传感器(1)包括设有凸起区域(25)的壳体(20)，

在所述方法中：

-使所述传感器(1)面对所述支撑件(2)的接收区域(16)并与该接收区域的整体或局部接触，以及

-通过使所述压接区域(17)经受加热以及机械力，使所述压接区域(17)的整体或局部变形，以使得所述压接区域(17)的由此变形的所述一个或多个部分按压在所述凸起区域(25)的整体或局部上，以相对于所述支撑件(2)将所述传感器(1)保持在位。

2.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，为了使所述压接区域(17)变形而施加的温度在加热期间变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述加热包括：

-温度逐渐升高阶段(101)，是温度从第一温度水平逐渐升高到第二温度水平的阶段，

-阶段(102)，在该阶段期间，施加第二温度水平以使所述压接区域的整体或局部变形，以及

-冷却阶段(103)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述加热包括初步阶段(100)，在该初步阶段期间，对所述压接区域(17)施加所述第一温度水平。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述传感器(1)是位置传感器。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述壳体(20)具有平行六面体的形状，且其中，所述凸起区域(25)被设置在所述壳体(20)的两个不同的面之间，尤其是两个相对面之间。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述接收区域(16)是大致平面的，且其中，所述压接区域(17)包括自所述接收区域(16)起大致垂直地延伸的至少两个壁。

8.根据权利要求6和7所述的方法，其中，当所述传感器(1)面对所述接收区域(16)时，每个壁(17)面对所述壳体(20)的一个表面，在该表面上设置有所述凸起区域(25)。

9.根据前述权利要求中的任一项的方法，其中，所述支撑件(2)被合并到机动车辆的电气-机械部件。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述电气-机械部件是用于机动车辆的热机的空气回路的阀门。

11.一种工具(40)，其用于实施根据前述权利要求中的任一项所述的方法，该工具(40)被构造为用于使所述支撑件(2)的压接区域(17)的整体或部分变形。

12.根据权利要求11所述的工具，其包括：

-至少一个按压表面(41)，其被构造为用于与所述压接区域(17)的整体或局部配合以在所述压接区域(17)上施加机械力，以及

-加热构件，其被构造为用于在所述压接区域(17)的整体或局部上施加加热。

13.根据权利要求12所述的工具，包括引导构件(43)，该引导构件与所述按压表面(41)相关联，以朝一个或多个预定方向引导由所述压接区域(17)的整体或局部变形导致的所述压接区域(17)的材料的移动。