CN105980813B - 用于制造传感器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于制造传感器（10）的方法，传感器被设置用于，通过测量接受器（34）检测与有待检测的参数（12）相关的物理场（30）以及基于所检测的物理场（30）通过数据电缆（38、64）输出电的输出信号（12），该方法包括：将测量接受器（34）和数据电缆（64）放置在限定了测量接受器（34）和数据电缆（38、64）的位置的形模（50、59）上，用第一种材料（56）包覆定位在形模（50、59）中的测量接受器（34）和数据电缆（38、64），将用第一种材料（56）包覆的测量接受器（34）和数据电缆（38、64）从形模（50、59）中移除，以及用第二种材料（62）包覆用第一种材料（56）包覆且被从形模（50、59）中移除的测量接受器（34）和数据电缆（38、64）。
Description
本发明涉及用于制造传感器的方法和通过该方法制造的传感器。
由WO 2010/037 810 A1已知用于输出电信号的传感器，电信号与基于测量接受器在物理场上检测到的物理参数相关。
本发明所要解决的技术问题是，改善公知的传感器。
该技术问题通过独立权利要求的特征解决。优选的改型方案是从属权利要求的内容。
按照本发明的一个方面，用于制造被设置用于通过测量接受器检测与有待测量的参数相关的物理场并且基于所检测的物理场通过数据电缆输出电输出信号的传感器的方法包括下列步骤：
- 将测量接受器和数据电缆放置在限定了测量接受器和数据电缆的位置的形模上，
- 用第一种材料包覆定位在形模中的测量接受器和数据电缆，
- 将用第一种材料包覆的测量接受器和数据电缆从形模中移除，以及
- 用第二种材料包覆用第一种材料包覆且被从形模中移除的测量接受器和数据电缆。
所说明的方法基于这样的想法，即，测量接受器和数据电缆至少必须被两种材料中的其中一种完全包封，因此两个元件被保护不受湿气和其它的剥蚀风化的影响。为了包封两个元件，这两个元件可以被置入形模中，形模然后例如用第一种材料喷射。但在此原则上也出现了这样的问题，即，元件的一部分始终放置在形模的边缘上，以及因此在这些部位上无法实现用材料的完全的密封，因为元件在这些部位上无法用材料包覆。
虽然可以例如在使用保持机械装置的情况下这样来保持测量接受器，使得所有的元件都可以完全用材料包覆，但测量接受器必须被定位在这个保持机械装置中，这尤其基于电缆的刚性仅有条件地在充足的公差内实现。此外，测量接受器在保持机械装置中的使用需要额外的制造步骤且保持机械装置也无法被完全包覆，因此还保留有间隙，上述的潮湿可能会通过该间隙侵入并到达测量接受器和/或数据电缆。
因此，在所说明的方法的框架内另辟蹊径。在此，测量接受器与数据电缆在第一个步骤中被用第一种材料包覆。在此不用顾及测量接受器和/或数据电缆是否部分露出且具有未被第一种材料包覆的部位。其实，测量接受器和数据电缆可以在用第一种材料注塑包封时被高度精确地定位。紧接着在用第二种材料注塑包封时，测量接受器和数据电缆才被这样包覆，使得在这些元件上不留有任何露出的可能受湿气或其它的剥蚀风化影响的部位。以这种方式可以制造有被高度精确地定位的测量接受器的传感器，其经得住天气影响，如潮湿。
在所说明的方法的改型方案中，形模包括定位元件，测量接受器被定位在该定位元件中。这个定位元件可以以任意方式被提供，如上述的保持机械装置。通过定位元件可以用简单的器件实现测量接受器的高度精确的位置。
在所说明的方法的附加的改型方案中，形模包括改形元件，测量接受器在用第一种材料包覆前或包覆时被在改形元件上改形。用改形元件可以将数据电缆和测量接受器在第一种材料包覆时带入到形模中，它们为了最终应用而需要所述形模。以这种方式可以在执行所说明的方法时减少节拍时间。
在所说明的方法的特殊的改型方案中，改形元件是一种弯曲元件。用这种弯曲元件可以将测量接受器弯曲进入一个位置，在该位置中它可以特别有利地检测上述的物理场。
在另一种改型方案中，所说明的方法包括在用第一种材料包覆定位在形模中的测量接受器和数据电缆时在第一种材料内成型形状配合元件的步骤。这个形状配合元件可以被使用于，将被第一种材料包封的测量接受器和数据电缆与其它的元件连接起来。
在优选的改型方案中，所说明的方法包括在用第一种材料包覆定位在形模中的测量接受器和数据电缆时围绕形状配合元件成型密封轮廓的步骤。之前提到的其它的元件可以在用第二种材料包覆之后形成了在该其它的元件和第二种材料之间的间隙。在此原则上存在上述的湿气可能通过这条间隙侵入的风险。通过这个密封元件可以减小这种侵入风险，如果完全无法避免的话。
在特别优选的改型方案中，所说明的方法包括将保持元件插入形状配合元件的步骤，用第一种材料包覆的测量接受器和数据电缆在用第一种材料包覆之后可以被保持在该保持元件上。以这种方式可以使第一种材料完全被第二种材料包封，而不会在第一种材料上留有露出的部位，因而可以用第二种材料达到很高的密封性。
在所说明的方法的另一种改型方案中，用第一种材料包覆的以及被从形模移除的测量接受器和数据电缆被用第二种材料在第一种材料未硬化的状态下包覆。以这种方式可以将第一种材料和第二种材料在用第二种材料包覆时相互连接，因而封闭了在第一种材料和第二种材料之间的间隙。
在再一种改型方案中，所说明的方法包括形成沿数据电缆的方向观察环绕第一种材料的密封轮廓的步骤，密封轮廓在第一种材料上布置在数据电缆的与测量接受器对置的一侧上。通过这个密封元件可以避免，在用于数据电缆的连接部位上有湿气侵入所制造的传感器。
按照本发明的另一个方面，用于通过测量接受器检测与有待测量的参数相关的物理场以及用于通过数据电缆基于所检测的的物理场输出电的输出信号的传感器通过所说明的方法被制造。
按照本发明的另一个方面，用于使用在所述的方法之一中的形模包括第一铸模部分和能放置在第一铸模部分上的第二铸模部分，其中，两个铸模部分在彼此重叠放置的状态下形成了铸造空腔，在铸造空腔中至少部分能容纳数据电缆、测量接受器和第一种材料，以及其中，在第一铸模部分上构造有弯曲冲头以及在第二铸模部分上构造有用于容纳弯曲冲头的凹部，测量接受器在第二铸模部分放置在第一铸模部分上时能借助弯曲冲头和凹部被改形。
这个说明的形模围绕上面说明的定位辅助机构和上述的密封形模区域被拓宽。
这个发明的上述的特性、特征和优势以及如何达到这些特性、特征和优势的方式，联系结合附图加以详细阐释的实施例的下列说明会更为清楚且明显更易理解，其中：
图1是带有行驶动力学调节的车辆的示意性视图；
图2是在图1的车辆中的转速传感器的示意性视图；
图3是用于制造图2的转速传感器的一部分的方法流程的示意性视图；
图4是图3的示意性视图的细节图；
图5是图4的示意性视图的细节图；以及
图6是用于制造图2的转速传感器的一部分的方法流程的示意性视图；
附图中，相同的技术元件用相同的附图标记标注且仅说明一次。
参看图1，其是伴随本身公知的行驶动力学调节的车辆2的示意性视图。针对这种行驶动力学调节的细节可以例如由DE 10 2011 080 789 A1可知。
车辆2包括底盘4和四个车轮6。每一个车轮6都可以通过位置固定地紧固在底盘4上的制动器8相对底盘4减速，以便使车辆2在未进一步示出的公路上的运动减速。
在此可以以技术人员公知的方式发生的是，车辆2的车轮6失去它们的路面附着以及车辆2甚至由于转向不足或转向过度而离开例如通过未进一步示出的方向盘预定的轨道运动。这一点通过本身公知的调节回路，如ABS（防抱死系统）和ESP（电子的稳定程序）得到避免。
在当前的实施方案中，车辆2为此具有在车轮6上的转速传感器10，这些转速传感器检测车轮6的转速12。此外，车辆2还具有惯性传感器14，其检测车辆2的行驶动力学数据16，从行驶动力数据可以例如以技术人员本身公知的方式输出例如俯仰率、摆动率、偏转率、横向加速度、纵向加速度和/或垂直加速度。
基于所检测的转速12和行驶动力学数据16，调节器18可以以技术人员公知的方式确定，车辆2是否在行驶路面上打滑或甚至偏离上述的预定的轨道且相应地用本身公知的调节器输出信号20对此做出反应。调节器输出信号20然后可以被调整装置22用于借助调整信号24触发调整单元，例如制动器8，调整单元以本身公知的方式对打滑和偏离预定的轨道做出反应。
应当借助图1所示的转速传感器10详细说明本发明，即使本发明能被使用到任意的电子的设备上以及特别是任意的传感器上，如磁场传感器、加速度传感器、旋转率传感器、固体声传感器或温度传感器。
参看图2，其是在图1的车辆2中的转速传感器10的示意性视图。
转速传感器10在当前的实施方案中被设计成有源的转速传感器10，在其框架内，由抗扭地与其中一个车轮6连接的、由多个磁极28组装而成的编码器盘26发出磁场30。磁场30穿透封装在壳体32中的测量接受器34，测量接受器经由信号准备线路36连接到数据电缆38上，转速12可以经由数据电缆被传达给调节器18。测量接受器34、信号准备线路36以及数据电缆38在此可以经由例如形式为引线框架的布线40相互接线。
其它针对有源的转速传感器的背景信息可以例如由DE 101 46 949 A1可知。
参看图3至5，它们是用于制造图2的转速传感器10的一部分42的方法流程的示意性视图。
在此示出了在不同的制造阶段43至48中的转速传感器10的部分42，这些制造阶段在图3至5中没有以关于制造方法的执行的升序被示出。为清楚起见，在图3至5中，同样的元件在单个制造阶段中仅用附图标记标注一次。
该方法在第一制造阶段43中随之开始，即，测量接受器34、信号准备线路36和数据电缆38经由布线40相互连接。在信号准备线路36和数据电缆38之间的布线40在此具有若干定位开口49。
在第二制造阶段44的框架内，由这样连接的测量接受器34、信号准备线路36和数据电缆38构成的线路被容纳在第一铸模的下部的铸模部分50中。对此的细节，即，这个线路是如何被置入下部的铸模部分中的以及下部的铸模部分50是如何构造的，应当在接下来借助分解图在第三制造阶段45的框架内加以阐释。
下部的铸模部分50包括两个容纳开口51，在这些容纳开口中可以插入形式为定位销52的定位元件。上述的定位开口49，如在第二制造阶段44中可以看到的那样，套装在这些定位销52上。
此外，下部的铸模部分50还包括弯曲冲头53，在测量接受器34和评估线路36之间的布线40被铺设在该弯曲冲头上。测量接受器34在制造方法的框架内，如之后还将详细阐释的那样，经由弯曲冲头53相对评估线路36弯曲，因而测量接受器34可以平行于编码器盘26地为了最佳地检测磁场30而弯曲。在第二制造阶段44的框架内已经示出了这种弯曲的状态。但线路在测量接受器34的未弯曲的状态下被嵌入下部的铸模部分50。
下部的铸模部分50此外还具有保持形模区域54，之后还将被说明的保持形模55可以通过该保持形模区域被构造在有待用第一铸模成型的中间壳体56上。之后还将对此进行详细探讨。密封形模区域57被围绕这个保持形模区域54构造，用密封形模区域可以围绕保持形模55在中间壳体上形成密封形模58。类似的其它的密封形模区域57可以被构造在下部的铸模部分50的电缆侧的端部上。
在接下来的第三制造步骤44中，属于第一铸模的上部的铸模部分59被布置在下部的铸模部分50上方，上部的铸模部分在图3至5中被切开示出。上部的铸模部分59与下部的铸模部分50类似地具有一个保持形模区域54和两个密封形模区域57，但它们在图3至5中为清楚起见并没有配设附图标记。此外，上部的铸模部分59具有凹部60，弯曲冲头53可以被容纳在该凹部中。
这个上部的铸模部分59现在在第四和第五制造阶段46、47的框架内，如图3中所示的那样，朝着下部的铸模部分50运动，因而在两个铸模部分50、59之间的铸造空腔被封闭，该铸造空腔此外包括保持形模区域54和密封形模区域57以及没有进一步参考的、形成中间壳体56的区域。在这种封闭运动的框架内，平放在弯曲冲头53上的布线40被弯曲，因而测量接受器34被弯曲进入上面说明的层中，在这个层中，测量接受器可以平行于编码器轮26取向。
在现在闭合的铸造空腔中，形成中间壳体56的第一种包覆材料被浇铸或喷铸。在第一种包覆材料最初的硬化后，两个铸模部分50、59在第六制造阶段48的框架内被移除且在两个所形成的保持形模55中的其中一个内（在中间壳体56上方或下方）或在两个保持形模55内插入构造成保持元件的保持销61。在此，中间壳体56还可以被稳定地保持在下部的铸模部分50的后面的部分66中。
如在第六制造阶段48的框架中可以看到的那样，上述的线路的还有一些部分，例如电缆39，在中间壳体56上被露出。为了闭合这些区域，在还未完全硬化的中间壳体56上喷铸封闭壳体62，其完全封闭这些露出的区域。通过将封闭壳体62在中间壳体56的未完全硬化的状态下喷铸到这个中间壳体上，可以将封闭壳体和中间壳体更好地相互连接起来。
接着产生了转速传感器10，测量接受器34被密封地包含在该转速传感器内以及因此被保护不受侵入的湿气的影响。
参看图6，其是用于制造图2的转速传感器的一部分的备选的方法流程的示意性视图。
在这个方法流程的框架内，数据电缆38不是被直接地而是经由插头63连接到转速传感器10上。插头63在此可以和中间壳体56一起被浇铸。
在此，测量接受器34和信号准备线路36通过布线40连接在引线框架64上。引线框架64在此可以被构造成以米为计量单位的产品，其中，单个的引线框架区段在中间壳体56成型之前例如可以用冲压元件65被冲裁。此外，可以以和在图3至5中相同的方式完成制造。
Claims (12)
1.用于制造传感器（10）的方法，传感器被设置用于：通过测量接受器（34）检测与有待检测的参数（12）相关的物理场（30）以及基于所检测的物理场（30）通过数据电缆（38、64）输出电的输出信号（12），该方法包括：
- 将测量接受器（34）和数据电缆（38、64）设置在限定了测量接受器（34）的位置和数据电缆（38、64）的位置的形模（50、59）上，
- 用第一种材料（56）包覆定位在形模（50、59）中的测量接受器（34）和数据电缆（38、64），
- 将用第一种材料（56）包覆的测量接受器（34）和数据电缆（38、64）从形模（50、59）中移除，以及
- 用第二种材料（62）包覆用第一种材料（56）包覆的且被从形模（50、59）中移除的测量接受器（34）和数据电缆（38、64），
其中，所述形模（50、59）包括改形元件（53、60），所述测量接受器（34）在用第一种材料（56）包覆之前或包覆时被在该改形元件上改形。
2.按权利要求1所述的方法，其中，所述形模（50、59）包括定位元件（52），所述测量接受器（34）用该定位元件被定位。
3.按权利要求1所述的方法，其中，所述改形元件（53、60）是弯曲元件。
4.按前述权利要求任一项所述的方法，其包括：在用第一种材料（56）包覆定位在形模（50、59）中的测量接受器（34）和数据电缆（38、64）时，在第一种材料（56）中成型形状配合元件（55）。
5.按权利要求4所述的方法，其包括：在用第一种材料（56）包覆定位在形模（50、59）中的测量接受器（34）和数据电缆（38、64）时，围绕所述形状配合元件（55）成型了密封轮廓（58）。
6.按权利要求4所述的方法，其包括：将保持元件（61）插入所述形状配合元件（55），用第一种材料（56）包覆的测量接受器（34）和数据电缆（38、64）在用第一种材料（56）包覆之后可以被保持在保持元件上。
7.按权利要求1-3任一项所述的方法，其中，用第一种材料（56）包覆的且被从形模移除的测量接受器（34）和数据电缆（38、64）被用第二种材料（62）在第一种材料（56）未硬化的状态下包覆。
8.按权利要求4所述的方法，其中，用第一种材料（56）包覆的且被从形模移除的测量接受器（34）和数据电缆（38、64）被用第二种材料（62）在第一种材料（56）未硬化的状态下包覆。
9.按权利要求1-3任一项所述的方法，其包括：沿数据电缆（38、64）的方向观察，环绕第一种材料（56）的密封轮廓（58）在第一种材料（56）上被构造在数据电缆（38、64）的与测量接受器（38）对置的一侧上。
10.按权利要求4所述的方法，其包括：沿数据电缆（38、64）的方向观察，环绕第一种材料（56）的密封轮廓（58）在第一种材料（56）上被构造在数据电缆（38、64）的与测量接受器（38）对置的一侧上。
11.用于通过测量接受器（34）检测与有待被测量的参数（12）相关的物理场（30）以及用于基于所检测的物理场（30）通过数据电缆（38、64）输出电的输出信号（12）的传感器（10），其通过按前述权利要求任一项所述的方法被制造。
12.用于使用在按前述权利要求1至10任一项所述的方法中的形模，其包括：
- 第一铸模部分（50）和
- 能放置在第一铸模部分（50）上的第二铸模部分（59），
- 其中，两个铸模部分（50、59）在彼此叠置的状态下形成了铸模空腔，在铸模空腔中至少部分能够容纳数据电缆（38）、测量接受器（34）和第一种材料（56），以及
- 其中，在第一铸模部分（50）上构造有弯曲冲头（53）以及在第二铸模部分（59）上构造有用于容纳弯曲冲头（53）的凹部（60），测量接受器（34）在第二铸模部分（59）被放置到第一铸模部分（50）上时能借助该弯曲冲头和凹部被改形。
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