DE10045483B4

DE10045483B4 - Verfahren zur Herstellung einer elektromagnetischen Spulenvorrichtung

Info

Publication number: DE10045483B4
Application number: DE10045483A
Authority: DE
Inventors: Kouichi Takenoshita; Toshihiro Yoneda
Original assignee: Honda Lock Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Minebea AccessSolutions Inc
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2020-09-15
Also published as: US6426690B1; DE10045483A1; GB0022112D0; GB2354639A; GB2354639B

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elektromagnetischen Spulenvorrichtung, welche umfasst
– eine Spulenanordnung (18) aus Kunststoff mit einer Induktionsspule (15) und um die Induktionsspule (15) gewundene Wicklungen (16, 17);
– ein Gehäuse (14) aus Kunststoff mit einer Steckvorrichtung (14b) zum Abdecken der Spulenanordnung (18);
– einen in dem Gehäuse (14) befindlichen elektrischen Schaltkreis (67); und
– eine Mehrzahl von Stromschienen (41,..., 47) als an dem Gehäuse (14) angeformter Einsatz, wobei jede ein in der Steckvorrichtung (19b) angeordnetes Anschlussende (41a,..., 47a) und ein anderes Anschlussende (41b, ..., 47b) aufweist, das mit dem elektrischen Schaltkreis (67) verbunden ist, wobei in dem Gehäuse (19) eine Stromschienenanordnung (40) eine Mehrzahl von Stromschienen einschließlich Stromschienen mit Steckteilen (49, 50, 51), die mit der Induktionsspule (15) durch Zusammenstecken verbunden werden können, und eine Abdeckung (48) aus Kunststoff aufweist, welche teilweise die Stromschienen abdeckt und eine Form aufweist, um an den Außenumfang der Spulenanordnung...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektromagnetischen Spulenvorrichtung, die beispielsweise in einem Drehmomentaufnehmer eingesetzt wird. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektromagnetischen Spulenvorrichtung, die eine Spulenanordnung einschließlich einer Induktionsspule aus Kunststoff und um die Induktionsspule gewundene Wicklungen, ein Gehäuse aus Kunststoff, das einstückig eine Abdeckung zur Abdeckung der Spulenanordnung aufweist, einen in dem Gehäuse befindlichen elektrischen Schaltkreis und eine Mehrzahl von Stromschienen, jede mit einem Ende, das in dem Stecker angeordnet ist, und mit einem anderen Ende, das mit dem elektrischen Schaltkreis verbunden ist, als an dem Gehäuse angeformter Einsatz aufweist.

Sehr viele der existierenden elektromagnetischen Spulenanordnungen der obenerwähnten Art weisen elektrische Schaltkreise auf, die außerhalb des Gehäuses angeordnet sind und demzufolge in diesem Aufbau nicht kompakt sind. Daher wäre zu überdenken, den elektrischen Schaltkreis in dem Gehäuse der Vorrichtung unterzubringen. Zu diesem Zweck müssen Stromschienen, die einen am Gehäuse angeformten Stecker mit dem elektrischen Schaltkreis verbinden, an genauen Orten während des Formprozesses für das Gehäuse eingegossen werden, was möglicherweise zu Lagefehlern führt.

Des Weiteren, wenn die Anschlussenden als ein Teil der Stromschienen mit der Leiterplatte beispielsweise durch Löten verbunden werden, können sich die Anschlussenden möglicherweise von der Leiterplatte aufgrund thermischer Ausdehnung und Schrumpfung während der Wärmebehandlung lösen. Bei einer üblichen Gegenmaßnahme werden die Anschlussenden zuvor gebogen, um die Ausdehnung und Schrumpfung in dem Biegebereichen zu absorbieren. Jedoch müssen sie, wenn die Anschlussenden aus einem Teil der Stromschienen, die durch das Eingießen mit den Gehäuse verbunden sind, nach dem Formen des Gehäuses aufgrund baulicher Einschränkungen der Gehäusegussform gebogen werden, was den Biegevorgang für die Anschlussenden erschwert oder eine Biegevorrichtung eines besonderen Aufbaus bedarf.

Die vorliegende Erfindung wurde vor dem oben beschriebenen Hintergrund gemacht und beabsichtigt, ein Verfahren zur Herstellung einer elektromagnetischen Spulenvorrichtung bereitzustellen, in der eine Mehrzahl von Stromschienen in einem Gehäuse eingegossen werden können, wobei Lagefehler während des Gehäuseformens verhindert werden.

Die vorliegende Erfindung hat auch zum Ziel, ein Verfahren zur Herstellung eines Aufbaus zur Verbindung zu einer Leiterplatte bereitzustellen, beispielsweise in einer elektromagnetischen Spulenvorrichtung, die leicht die Anschlussenden durch eine einfache Biegevorrichtung biegen kann.

Das obige Ziel kann gemäß des ersten Merkmals der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 erreicht werden.

Gemäß des ersten Merkmals der vorliegenden Erfindung können durch Druck des geschmolzenen Kunststoffes während des Gehäuse formens verursachte Lagefehler der Stromschienen durch das behelfsmäßige Befestigen der Stromschienenanordnung an der Spulenanordnung während des Gehäuseformens vermieden werden und eine Vielzahl von Stromschienen können bei akkurater Lage zum Gehäuse eingegossen werden.

Des Weiteren werden in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beim Gießen des Gehäuses durch Strömungslenkteile der Strom des geschmolzenen Kunststoffes vom Eindringen in einen Spalt zwischen Stromschienenanordnung und Spulenanordnung abgehalten und zu dem Außenumfang der Stromschienenanordnung geführt.

In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel können Lagefehler der Stromschienenanordnung zuverlässiger vermieden werden, indem verhindert wird, dass der Druck des geschmolzenen Kunststoffes in einer Richtung auf die Stromschienenanordnung wirkt, die zu einem Ablösen von der Spulenanordnung führt, wobei eine Verformung der Stromschienenanordnung durch den Druck des geschmolzenen Kunststoffes ebenso verhindert werden kann.

Ein anderes Ziel kann gemäß des zweiten Merkmals der vorliegenden Erfindung erreicht werden durch ein Verfahren gemäß Anspruch 3.

Entsprechend diesem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung können die Anschlussenden als Teil der an dem Gehäuse eingegossenen Stromschienen nach dem Gießen des Gehäuses gebogen werden, in dem diese gegen eine Biegeauflage gedrückt werden. Weil solch eine zum Biegen eingesetzte Biegevorrichtung eine einfache Form aufweisen kann, können des Weiteren die Anschlussenden leicht durch den Einsatz einer einfachen Biegevorrichtung bebogen werden.

Des Weiteren wird in einem bevorzugtem Ausführungsbeispiel eine Aussparung zuvor an jedes der Anschlussenden an einer Stelle ausgebildet, an der der Anschluss durch das Anpressen gegen den Biegesockel gebogen wird.

In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel können die Anschlussenden noch einfacher gebogen werden.

1 ist ein Längsschnitt eines Drehmomentaufnehmers, der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann;

2 ist ein Querschnitt, der die Verbindung zwischen der Eingangswelle und einem bewegbaren Bauteil zeigt;

3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 aus 2;

4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Spulenanordnung und der Stromschienenanordnung;

5 ist eine Explosionsdraufsicht der Spulenanordnung und der Stromschienenanordnung;

6 ist eine Draufsicht der Spulenanordnung und der Stromschienenanordnung, wie sie behelfsmäßig miteinander verbunden werden;

7 ist ein Querschnitt entlang der Linie 7-7 aus 6;

8 ist ein Querschnitt entsprechend 7 zum Aufzeigen eines Zustandes des Gehäusegießens;

9 ist eine Draufsicht des Gehäuses;

10 ist eine Draufsicht entlang der durch einen Pfeil 10 in 9 angezeigten Richtung;

11 ist eine Draufsicht entlang der durch einen Pfeil 11 in 9 angezeigten Richtung;

12 ist ein Querschnitt entlang der Linie 12-12 aus 11, der den Biegeprozess der Schaltkreisanschlussenden zeigt; und

13 ist ein Querschnitt entlang der Linie 13-13 aus 11 zum Aufzeigen des Zustandes des Verschweißens des Deckels.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Bauteils, das in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt wird und nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, näher beschrieben.
In 1 ist zunächst ein Drehmomentaufnehmer beispielsweise in einem Servolenkungssystem eines Fahrzeugs eingebaut und umfasst eine Eingangswelle 11, die mit einem nicht dargestellten Lenkrad verbunden ist, eine Ausgangswelle 12, die, koaxial zur Eingangswelle 11 angeordnet, mit einer nicht gezeigten Achse verbunden ist und eine Torsionsstange 13 zum Verbinden der Eingangswelle 11 mit der Ausgangswelle 12. Der Drehmomentaufnehmer kann eine relative Winkelverdrehung erfassen, die sich zwischen der Eingangswelle 11 und der Ausgangswelle 12 durch die Torsionsverformung der Torsionsstange 13 entsprechend dem auf die Eingangswelle 11 wirkenden Drehmoment als ein Wert gemäß des Eingangsdrehmoments ergibt.
Das Gehäuse 14 des Drehmomentaufnehmers ist aus Kunststoff gefertigt und weist eine zylindrische Form auf, um so die Spulenanordnung 18, die eine Induktionsspule 15, eine erste und zweite um die Induktionsspule 15 gewickelte Wicklung 16 und 17 aufweist, abzudecken. Die Eingangswelle 11 im Allgemeinen in Form eines hohlen zylindrischen Rohres ist in dem Gehäuse 14 eingebaut, in dem sie an einem axialen Ende des Gehäuses 14 durch ein Kugellager 19 drehbar gelagert ist. Eine Staubdichtung 20 ist zwischen dem Gehäuse 14 und der Eingangswelle 11 an der axialen Außenseite des Kugellagers 19 angeordnet.
Die Torsionsstange 13 ist in der Eingangswelle 11 eingebaut und ein Ende der Eingangswelle 11 und eines der Torsionsstange 13 sind durch einen Verbindungsbolzen 21 miteinander verbunden, so dass ein Ende der Torsionsstange 13 zusammen mit der Eingangswelle 11 rotiert, während das andere Ende der Torsionsstange 13 und das andere Ende der Eingangswelle 11 entsprechend der Torsionsverformung der Torsionsstange 13 relativ zueinander winkelverdreht sein können.
Ein metallener Unterbau 22 ist an dem anderen Ende des Gehäuses 14 befestigt, und der Unterbau 22 ist fest mit dem Fahrzeugkörper 23 verbunden, und ein ringförmiges Dichtungselement 24 befindet sich zwischen dem Unterbau 22 und dem Fahrzeugkörper 23, um das Eindringen von Wasser und Staub in das Gehäuse 19 und in den Unterbau 22 zu verhindern.
Die Ausgangswelle 12 ist drehbar auf dem Unterbau 22 durch ein Kugellager 25 drehbar gelagert, und das andere Ende der Torsionsstange 13 ist mit einem Ende der Ausgangswelle 12 durch eine Verzahnung 26 verbunden.
Das bewegbare Bauteil 27 aus Kunststoff ist zwischen der Induktionsspule 15 der mit dem Gehäuse 19 vereinigten Spulenanordnung 18 und dem anderen Ende der Eingangswelle 11 angeordnet, und ein ringförmiger Kern 28 ist an der Außenseite des bewegbaren Bauteiles 27 befestigt.
Ein Paar von Begrenzungsstiften 29 und 29, die vom Außenumfang der Ausgangswelle 12 entlang einer diametrischen Linie der Ausgangswelle 12 auswärts hervorstehen, sind an einem Ende der Ausgangswelle 12 vorgesehen, und Begrenzungsnuten 30 und 30 zum Eingriff der Vorderenden der Begrenzungsstifte 29 und 29 sind an der Innenseite des bewegbaren Bauteils 27 ausgebildet und erstrecken sich axial zur Ausgangswelle 12. Daher können das bewegbare Bauteil 27 und der Kern 28 sich relativ zu der Ausgangswelle 12 nicht verdrehen, aber sie können axial relativ zu der Ausgangswelle 12 innerhalb eines Bereiches, in dem die Begrenzungsstifte 29 und 29 in den Begrenzungsnuten 30 und 30 geführt werden, bewegt werden. Eine Spulenfeder 32 ist zwischen dem bewegbaren Bauteil 27 und einem Befestigungsteil 31 angeordnet, das auf dem Innenring des Kugellagers 25 sitzt, das zwischen der Ausgangswelle 12 und dem Unterbau 22 angeordnet ist, so dass das bewegbare Bauteil 27 und der Kern 28 durch die Federkraft der Spulenfeder 32 in einer von der Ausgangswelle 12 wegweisenden Richtung unter Spannung stehen.
In den 2 und 3 ist an der Innenfläche des bewegbaren Bauteils 27 eine spiralförmige Führungsnut 33 ausgebildet, und ein zu dieser Führungsnut 33 angepasster Stift 39 ist an der Eingangswelle 11 angeordnet. Daher verändert sich die Position des bewegbaren Bauteils 27 und des Kerns 28 entlang der Achse der Eingangswelle 11 entsprechend der relativen Winkelverdrehung, wenn eine Winkelverdrehung zwischen der Eingangswelle 11 und der Ausgangswelle 12 relativ zueinander durch die Torsionsverformung der Torsionsstange 13 entsteht.
Bezug nehmend auf die 4 und 5 weist die Induktionsspule 15 im Allgemeinen einen zylindrischen Spulenwicklungsteil 15a und im Allgemeinen einen zylindrisch verlängerten Zylinderteil 15b auf, der koaxial an einem Ende des Spulenwicklungsteils 15a angrenzt, und die Induktionsspule ist in einer im Allgemeinen zylindrisch abgestuften Form als Ganzes ausgebildet. Begrenzungswände 15c, 15d und 15e stehen radial und auswärts gerichtet am Außenumfang an einem Ende, im Mittelbereich und am anderen Ende des Spulenwicklungsteils 15a eine Einheit bildend hervor, um den Wicklungsbereich für jeden der beiden Wicklungen 16 und 17, die um die Außenfläche des Spulenwicklungsteils 15a gewickelt sind, zu definieren.
Eine Mehrzahl von hervorstehenden Teilen 15f, 15f,.., stehen am Außenumfang an einem Ende des Spulenwicklungsteils 15a radial hervor, so dass die äußeren Enden bündig mit dem äußeren Ende der Begrenzungswand 15c abschließen, um die Verbindung zwischen der Induktionsspule 15 und dem Gehäuse 14 zu verstärken. Eine Mehrzahl von hervorstehenden Teilen 15g, 15g,... stehen an dem Außenumfang am anderen Ende des Spulenwicklungsteils 15a radial hervor, so dass sie über die Begrenzungswand 15e hinaus hervorstehen, um die Verbindung zwischen der Induktionsspule 15 und dem Gehäus 14 zu verstärken.
Das zwischen der Eingangswelle 11 und dem Gehäuse 14 angeordnete Kugellager 19 ist an dem Vorderende des verlängerten Zylinderteils 15b der Induktionsspule 15 angebracht, so dass es leicht an dem axial äußeren Ende des Lagers 19 von dem vorderen Ende des verlängerten Zylinderteils 15b hervorsteht, und ein Flansch 15h zur Aufnahme des inneren Endes des Außenrings des Kugellagers 19 ist an dem verlängerten Zylinderteil 15b eine Einheit bildend ausgebildet, so dass er radial einwärts von der Innenfläche des verlängerten Zylinderteils 15b hervorsteht.
Die Spulenanordnung 18 umfasst die Induktionsspule 15, die erste und zweite um die Induktionsspule 15 gewickelte Wicklung 16 und 17 und drei Stromschienen 37, 38 und 39 aus einem leitenden Metall, die sich am Außenumfang an einem Ende des Spulenwicklungsteils 15a der Induktionsspule 15 befinden.
Wicklungsanschlussenden 37a und 38a, die sich außerhalb des Teiles 15b zu einem Ende des verlängerten Zylinderteils 15b der Induktionsspule 15 erstrecken, sind an den entsprechenden Enden der Stromschienen 37 und 38 ausgebildet, und Paare von gabelförmigen Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b und 38b, 38b sind entsprechend an den anderen Enden der Stromschienen 37 und 38 des Spulenwicklungsteils 15a ausgebildet, so dass sie von dem Außenumfang an einem Ende des Spulenwicklungsteils 15a entlang einer radialen Richtung der Induktionsspule 15 auswärts gerichtet hervortreten. Die Stormschiene 39 ist an der Induktionsspu le 15 zwischen den Stromschienen 37 und 38 angeordnet. Ein Paar von gabelförmigen Wicklungsanschlussenden 39a und 39a sind außerhalb des verlängerten Zylinderteils 15b an einem Ende der Stromschiene 39 ausgebildet, um sich zu einem Ende des verlängerten Zylinderteils 15b zu erstrecken, und ein Schaltkreisanschlussende 39b, das sich von dem Außenumfang an einem Ende des Spulenwicklungsteils 15a entlang der radialen Richtung der Induktionsspule 15 auswärts erstreckt, ist an dem anderen Ende der Stromschiene 39 ausgebildet.
In der Phase, wenn die Stromschienen 37 bis 39 an die Induktionsspule 15 gesetzt werden, werden die erste und zweite Wicklung 16 und 17 an ihren entsprechenden ersten Enden mit den Wicklungsanschlussenden 37a und 38a der Stromschienen 37 und 38 beispielsweise durch Aufschmelzen verbunden, während die erste und zweite Wicklung 16 und 17 an den entsprechenden anderen Enden mit den Spulenverbindungsenden 39a und 39a der Stromschienen 39 beispielsweise durch Aufschmelzen verbunden werden.
Wenn das Gehäuse 14 gegossen wird, werden die Spulenanordnung 18, das an der Induktionsspule 15 der Spulenanordnung 18 anzubringende Kugellager 19 und die Stromschienenanordnung 40, die temporär an die Spulenanordnung 18 wie in 6 gezeigt befestigt wird, in die Gießform gelegt, und die Stromschienenanordnung 40 wird auch durch das Gehäuse 14 abgedeckt.
Die Stromschienenanordnung 40 umfasst eine Mehrzahl von Stromschienen, beispielsweise sieben Stromschienen 41 bis 47, aus leitendem Metall, und eine Abdeckung 48 aus Kunststoff, die einen Teil der Stromschienen abdeckt.
Externe Zuleitungsanschlussenden 41a bis 97a, die parallel mit der radialen Richtung der Spulenanordnung 18 von der Abdeckung 48 nach außen hin hervorstehen, sind an den entsprechenden Enden der Stromschienen 41 bis 47 in der Phase ausgebildet, wo die Stromschienenanordnung 40 temporär an der Spulenanordnung 18 befestigt ist. Schaltkreisanschlussenden 41b bis 47b, die parallel mit der radialen Richtung der Spulenanordnung 18 von der Abdeckung 48 nach außen hin hervorstehen, sind an den anderen entsprechenden Enden der Stromschienen 41 bis 47 in der Phase angebracht, wo die Stromschienenanordnung 40 temporär an der Spulenanordnung 18 befestigt ist.
Die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b und 39b der Stromschienen 37 bis 39 sind an der Induktionsspule derart angebracht, dass sie in einer Reihe innerhalb einer zu der Achse der Induktionsspule 15 rechtwinkligen Ebene angeordnet sind, während die Schaltkreisanschlussenden 41b bis 47b entlang der axialen Richtung der Induktionsspule 15 angeordnet sind, so dass sie sich in einer L-Form befinden und rechtwinklig bezogen auf die Anordnung der Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b und 39b sind. Die externen Zuleitungsanschlussenden 41a bis 47a sind derart angeordnet, dass sie sich in Reihe in einer Ebene rechtwinklig zu der Achse der Induktionsspule 15 an einer Stelle befinden, die in Umfangsrichtung der Induktionsspule 15 von den Positionen der Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b und 39b und 41b bis 47b versetzt ist.
Die Abdeckung 48 ist im Allgemeinen in einer gewölbten Form ausgebildet, so dass der innere Umfang der Abdeckung 48 mit dem Außenumfang der Begrenzungswände 15c bis 15e in Kontakt treten kann. Steckteile 49 und 50, die mit der Induktionsspule 15 der Spulenanordnung 18 in dem Zustand, wo die Abdeckung 48 an den Begrenzungswänden 15c bis 15e aufliegt, in Eingriff gebracht werden können, sind einstückig an der Stromschiene 41 zwischen den Stromschienen 41 bis 47 ausgebildet. Ein Steckteil 51, das durch Stecken mit der Induktionsspule der Spulenanordnung 18 in Eingriff gebracht werden kann, ist einstückig an der Stromschiene 47 zwischen den Stromschienen 41 bis 47 ausgebildet.
Auf der anderen Seite steht ein Verbindungsteil 53 fest eingebaut an dem Außenumfang an einem Ende des Spulenwicklungsteils 15a der Induktionsspule 15 der Spulenanordnung 18 hervor, und das Verbindungsteil 53 am Außenumfang an einem Ende des Spulenwicklungsteils 15a definiert darin ein Steckloch 52 zum Verbinden durch Stecken des Steckteiles 50. Verbindungsteile 55 und 57 stehen eine Einheit bildend an dem Außenumfang an dem anderen Ende des Spulenwicklungsteils 15a der Induktionsspule 15 der Spulenanordnung 18 hervor, und die Verbindungsteile 55 und 57 definieren entsprechende Stecklöcher 54 und 56, die der Verbindung durch Stecken der Steckteile 49 bis 51 dienen.
Entsprechend ist die Stromschienenanordnung 40 wie in 6 gezeigt mit der Spulenanordnung 18 durch Stecken der Steckteile 49 bis 51 in die Verbindungsteile 53, 55 und 57 der Induktionsspule 15 in dem Zustand befestigt, in der der innere Umfang der Abdeckung 48 den Außenumfang der Begrenzungswände 15c und 15e berührt.
Bezug nehmend auch auf 7 sind Strömungslenkteile 48a und 48b einstückig an der Abdeckung 48 der Stromschienenanordnung 40 ausgebildet, wobei die Vorderenden der Strömungslenkteile an dem Außenumfang des verlängerten Zylinderteils 15b der Induktionsspule 15 an beiden Enden der Steckteile 50 anliegen und wobei die unteren Enden der Strömungslenkteile an dem Außenumfang der Abdeckung 98 angrenzen. Die Strömungslenkteile 48a und 48b haben die Funktion, den geschmolzenen Kunststoff in der Gießform davon abzuhalten, in die Lücke zwischen der Stromschienenanordnung 40 und der Spulenanordnung 18 einzudringen und haben auch die Funktion, den Fluss des geschmolzenen Kunststoffes zu dem Außenumfang der Stromschienenanordnung 40 zu leiten, wenn das Gehäuse 14, das die Spulenanordnung 18 und die Stromschienenanordnung 90 abdeckt, gegossen wird.
Dies ist der Fall, wie in 8 gezeigt, wenn die Spulenanordnung 18, das Kugellager 19 und die Stromschienenanordnung 40 in die Form 58 gesetzt werden, und der geschmolzene Kunststoff unter Druck von der Öffnung 60 an der Seite an einem Ende der Induktionsspule 15 in den Hohlraum 59, der sich zwischen der Spulenanordnung 18, dem Kugellager 19, der Stromschienenanordnung 40, und der Form 58 ergibt, wie durch die Pfeile dargestellt zugeführt wird, und der geschmolzene Kunststoff zu dem Außenumfang der Stromschienenanordnung 40 durch die Strömungslenkteile 48a und 48b geleitet wird.
In den 9 bis 11 ist ein Flansch 14a zur Verbindung des in der Form 58 gegossenen Gehäuses 14 mit dem Unterbau 22 einstückig an dem Gehäuse 14 angeordnet, so dass er nach außen hin an drei Stellen hervorsteht, die in Umfangsrichtung des Gehäuses im gleichen Abstand voneinander angeordnet sind, wobei zylindrische metallene Buchsen 61 an den drei Stellen in den Flansch 19a eingeformt sind. Eine mit dem Unterbau 22 zu verschraubende Schraube 62 wird in jede der Buchsen eingesetzt (siehe 1).
Eine Steckvorrichtung 14b, die eine zylindrische Form mit einem rechtwinkligen Querschnitt aufweist und auswärts hervorsteht, ist einstückig an dem Gehäuse 14 ausgebildet, und die externen Zuleitungsanschlussenden 41a bis 47a an den entsprechenden Enden der Stromschienen 41 bis 47, die an dem Gehäuse 19 eingegossen werden sollen, wenn die Stromschienenanordnung 40 mit dem Gehäuse abgedeckt wird, sind so angeordnet, dass sie sich innerhalb der Steckvorrichtung 14b befinden.
Ein zylindrisches Teil 19c mit einem im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt ist eine Einheit bildend an dem Gehäuse 19 angeformt, so dass es radial auswärts vom Gehäuse 14 hervorsteht, wobei eine hohle Umfassung an dem Gehäuse 19 angeordnet ist, so dass sie einen Innenraum des zylindrischen Teiles 14c definiert. Ein Flansch 65 ist einstückig an dem Außenende des zylindrischen Teils 14c ausgebildet und eine Abdeckung 64 aus Kunststoff (siehe 1) wird an den Flansch 65 zum Schließen der Umfassung 63 geschweisst.
Wie in 1 dargestellt, umfasst die elektrische Schaltung 67 eine Leiterplatte 66 und elektrische Teile einschließlich Verstärker und ähnlichem, die auf der Platte angebracht sind, und ist in der hohlen Umfassung 63 untergebracht, wobei die Leiterplatte 66 an dem Gehäuse 19 befestigt ist. Die elektrische Schaltung 67 kann Signale entsprechend des Eingangsdrehmoments gemäß der Änderung des induktiven Widerstands der ersten und zweiten Wicklung 16 und 17 aufnehmen. Dabei ändert der Kern 28 die Position entlang der Achse der Eingangswelle 11, ändert dabei die relative Position zu der ersten und zweiten Spule 16 und 17 gemäß der Verdrehverformung der Torsionsstange 13 entsprechend des an der Eingangswelle 11 angelegten Drehmoments. Diese Änderung der relativen Position führt zu einer magnetischen Änderung für die Wicklungen 16 und 17, um den induktiven Widerstand der Wicklungen 16 und 17 zu ändern, und Signale gemäß des Eingangsdrehmomentes entsprechend der Änderung des induktiven Widerstandes werden zum elektrischen Schaltkreis 67 geleitet.
Zum Befestigen der Leiterplatte 66 stehen eine Mehrzahl von Vorsprüngen, beispielsweise drei Vorsprünge 70, 70, 70 eine Einheit bildend an dem Boden der hohlen Umfassung des Gehäuses 14 hervor, wobei jeder Vorsprung eine ringförmige Aufnahmefläche 68 zur Aufnahme der Leiterplatte 66 und ein hervorstehendes Teil 69 aufweist, das von der Aufnahmefläche 68 an dem Frontende hervorsteht. Die Leiterplatte 66 wird an dem Gehäuse 14 durch Einsetzen der hervorstehenden Teile 69 durch die Platte 66 durch Auflegen der Platte 66 auf die Aufnahmefläche 68 und durch eingreifendes Stecken der durch die Leiterplatte 66 hervorstehenden Teile 69 befestigt.
Die Schaltkreisanschlussenden 41b bis 47b an den anderen Enden der Stromschienen 41 bis 47 sind am Gehäuse 19 angeformt, wenn die Stromschienenanordnung 40 mit dem Gehäuse 19 bedeckt wird, und die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b und 39b, die aus einem Teil der Stromschienen 37 bis 39 geformt sind, sind an dem Gehäuse 14 angeformt, wenn die Spulenanordnung 18 mit dem Gehäuse 14 überdeckt wird. Die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, 39b und 41b bis 47b stehen aus dem Gehäuse 14 hervor, so dass sie in der hohlen Umfassung 63 angeordnet sind, und die Anschlussenden werden mit der Leiterplatte 66 beispielsweise durch Löten in dem Zustand verbunden, wenn die Frontenden der Anschlüsse durch die Leiterplatte 66 gesteckt sind.
Die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, 39b und 41b bis 47b werden gebogen, bevor die Leiterplatte 66 an dem Gehäuse befestigt wird, um zu verhindern, dass die verbundenen Bereiche zwischen den Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, 39b und 41b bis 47b und der Leiterplatte 66 durch thermische Ausdehnung und Schrumpfung der Enden verbogen sind. Zu diesem Zweck werden Anschlussbiegeauflager 71 entsprechend der Schaltkreisanschlussenden 37b; 37b, 38b, 38b und 39b, und 41b bis 47b an dem Gehäuse 14 in der hohlen Umfassung 63 beim Gießen des Gehäuses 14 gebildet.
Wie in 12 zu sehen sind die Anschlussbiegeauflager 71 so angeordnet, dass sie an den entsprechenden Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b, und 41b bis 47b an deren Außenseite benachbart sind und jedes Auflager eine Form aufweist, durch die jeder der Schaltkreisverbindungsanschlüsse 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b und 41b bis 47b durch Pressen jedes dieser Enden im Wesentlichen in eine L-Form gebogen werden kann.
Des Weiteren sind zuvor Aussparungen 72 und 72 an jeder Seite jedes Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b, und 41b bis 47b an der Stelle vorgesehen, wo der Anschluss durch Drücken gegen die Anschlussbiegeauflager 71 gebogen wird.
Die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b und 41b bis 47b erstrecken sich geradlinig und stehen aus dem Ge häuse 19 hervor, wenn das Gießen des Gehäuses 14, wie in 12a gezeigt, beendet ist. Eine Biegevorrichtung 73 gemäß 12b wird eingesetzt, um die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b und 41b bis 47b zu biegen. Die Biegevorrichtung 73 kann die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b, und 41b bis 47 einzeln biegen. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades beim Biegen wird jedoch empfohlen, eine Biegevorrichtung einzusetzen, die in einem die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b, die in einer Reihe angeordnet sind, oder die ebenfalls in einer Reihe angeordneten Schaltkreisenden 41b bis 47b in einem verbiegt. Daher weist die Biegevorrichtung 73 an ihrem vorderen Ende eine Mehrzahl von Nuten 74 und Pressabschnitten 75 auf, jeder mit einer dreieckigen Form, um den Boden der Nut 79 zu bilden, die den entsprechenden Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b oder 41b bis 47b zugeordnet sind. Wenn die Pressabschnitte 75 gegen die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b, oder 41b bis 47b gedrückt und diese gegen die Anschlussbiegeauflager 71 wie in 12c gezeigt gedrückt werden, wird daher jedes der Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b, oder 41b bis 47b im Wesentlichen in einem rechten Winkel an der Stelle der Aussparungen 72 gebogen.
Nachdem die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b, und 41b bis 47b gebogen sind, wird dann die Leiterplatte 66 an dem Gehäuse 14 befestigt und schließlich die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b und 41b bis 47b mit der Leiterplatte 66 verbunden.
In 13 wird ein mit den externen Zuleitungen 78 verbundener Stecker lösbar mit der Steckvorrichtung 14b verbunden, wobei dieser zu den entsprechenden externen Zuleitungsanschlüssen 41a bis 47a, die in der in dem Gehäuse 14 angebrachten Steckvorrichtung 14b angeordnet sind, passt.
Der Stecker 77 ist aus Kunststoff und umfasst ein Zylinderteil 77a, das auf den Außenumfang der Steckvorrichtung 14b passt, und ein Einsteckteil 77b, das in die Steckvorrichtung 14b gesteckt werden kann.
Das Einsteckteil 77b weist Einsatzlöcher 79, 79 zum Einsetzen der entsprechenden externen Zuleitungsverbindungsanschlüsse 41a bis 47a auf, und Anschlüsse 80, 80 , die mit den entsprechenden externen Zuleitungen 78, 78 verbunden sind und lösbar die externen Zuleitungsverbindungsanschlüsse 41a bis 47a aufnehmen, sind an den inneren Enden der Einsatzlöcher 79 befestigt.
Ein endloses Dichtungselement 81 ist an dem Außenumfang des Einsteckteils 77b des Steckers 77 formschlüssig mit dem äußeren Umfang der Steckvorrichtung 14b angeordnet, um die Flüssigkeitsabdichtbarkeit der Steckvorrichtung 14b zu gewährleisten, wenn der Stecker 77 in die Steckvorrichtung 14b gesteckt wird.
Es ist notwendig, die Flüssigkeitsabdichtbarkeit für den Innenraum der hohlen Umfassung 63 zu überprüfen, die durch einen Deckel 64 geschlossen wird, der, nachdem die Schalterplatte 67 in die hohle Umfassung 63 eingelegt worden ist, an den Flansch 65 aufgeschweißt wird. Um die Flüssigkeitsdichtung zu überprüfen, ist ein Verbindungsloch 82, durch das Luftdruck von dem Innenraum der Steckvorrichtung 14b auf die hohle Umfassung 63 ausgeübt werden kann, an dem Gehäuse 14 vorgesehen, das den Innenraum der Steckvorrichtung 14b mit dem Innenraum der hohlen Umfassung 63 verbindet.
Vorteilhafte Funktionen des gezeigten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel, wenn die Stromschienen 41 bis 47, die an entsprechenden Enden die externen Zuleitungsanschlussenden 41a bis 47a, die sich in der Steckvorrichtung 14b, die an dem Gehäuse 19 angeordnet ist, aufweisen, und an ent sprechenden anderen Enden die Schaltkreisanschlussenden 41b bis 47b, die mit dem Schaltkreis 67 verbunden sind, der sich in dem Gehäuse 14 befindet, aufweisen, in das Gehäuse 14 eingegossen werden, wird die Stromschienenanordnung 40, die wie oben beschrieben die Stromschienen 41 bis 47 einschließlich der Stromschienen 41 und 47, die mit den Steckteilen 49, 50 und 51, die an die Induktionsspule 15 gesteckt werden können, ausgestattet sind, und die Abdeckung 48 zum Abdecken eines Teils der Stromschienen 41 bis 47 aufweist, behelfsmäßig an der Spulenanordnung 18 durch eine Steckverbindung und die Steckteile 49 bis 51 an der Induktionsspule 15 befestigt in dem Zustand, in dem die Abdeckung 48 an der Spulenanordnung 18 angrenzt.
Entsprechend ist es möglich, Lagefehler der Stromschienen 41 bis 47 zu verhindern, die durch den Druck des geschmolzenen Kunststoffes beim Gießen des Gehäuses 14 verursacht werden, und die Mehrzahl der Stromschienen 41 bis 47 können bei richtiger Lage in das Gehäuse 14 eingegossen werden.
Da des Weiteren die Strömungslenkteile 48a und 48b zum Verhindern des Eintretens des geschmolzenen Kunststoffs in die Lücke zwischen der Stromschienenanordnung 40 und der Spulenanordnung 18 und zum Führen des Flusses des geschmolzenen Kunststoffes zu dem Außenumfang der Stromschienenanordnung 40 beim Gießen des Gehäuses 14 an der Abdeckung 48 der Stromschienenanordnung 40 ausgebildet sind, ist es möglich, zu verhindern, dass der Druck des geschmolzenen Kunststoffes auf die Stromschienenanordnung 40 in der Richtung ausgeübt wird, die dazu führen würde, dass sich die Stromschienenanordnung 90 von der Spulenanordnung 18 lösen würde, wodurch zuverlässig ein Lagefehler der Stromschienenanordnung 40 vermieden wird, und es ist möglich, zu verhindern, dass die Stromschienenanordnung 40 durch den Druck des geschmolzenen Kunststoffes deformiert wird.
Die Stromkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b, und 41b bis 47b, die mit einem Teil der Stromschienen 37, 38, 39, und 41 bis 47, die in dem Gehäuse 14 eingegossen sind, gebildet werden und aus dem Gehäuse 14 hervorstehen, werden mit der an dem Gehäuse 14 befestigten Leiterplatte 66 beispielsweise durch Löten verbunden. Dann ist es notwendig, zuvor die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, 39b, und 41b bis 47b zu biegen, um zu verhindern, dass die verbundenen Teile jeder der Stromkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, 39b, und 41b bis 47b durch thermische Ausdehnung oder Schrumpfung der Stromkreisanschlussenden von der Leiterplatte gelöst werden. Da in diesem Ausführungsbeispiel die Anschlussbiegeauflager 71, die benachbart zu den Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, 39b, und 41b bis 47b angeordnet sind, an das Gehäuse angeformt werden, wenn das Gehäuse 14 gegossen wird, können die Schaltkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, 39b und 41b bis 47b nur dadurch gebogen werden, dass diese Enden gegen die Anschlussbiegeauflager 71, gepresst werden. Da des Weiteren die Biegevorrichtung 73 zum Pressen der Enden einen einfachen Aufbau aufweisen kann, ist es möglich, die Stromkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, und 39b, und 41b bis 47b durch eine einfache Biegevorrichtung 73 einfach zu biegen. Des Weiteren Aussparungen 72 und 72 zuvor an dem Bereich jedes der Stromkreisanschlussenden 37b, 37b, 38b, 38b, 39b und 41b bis 47b ausgebildet sind, die beim Pressen gegen die Anschlussbiegeauflager 71 gebogen werden, können die Stromkreisanschlussenden noch einfacher gebogen werden.
Nachdem der elektrische Schaltkreis 67 in die an dem Gehäuse vorgesehene hohle Umfassung 63 eingelegt worden ist, wird die hohle Umfassung 63 durch eine Abdeckung 64 geschlossen. Um die Flüssigkeitsdichtung für den Innenraum der hohlen Umfassung 63 im durch die Abdeckung 64 geschlossenen Zustand zu überprüfen, ist ein Verbindungsloch 82, das ermöglicht, das Luftdruck von dem Innenraum der Steckvorrichtung 14b zu dem Innenraum der hohlen Umfassung 63 ausgeübt wird, im Gehäuse 19 vorgesehen, das den Innenraum der Steckvorrichtung 14b mit dem Innenraum des Steckers 77 verbindet; und der Stecker 77 kann lösbar und in einer abdichtenden Weise an der Steckvorrichtung 14b befestigt werden. Daher ist es nicht mehr notwendig, das Verbindungsloch 82 zu schließen, da der Stecker 77 an die Steckvorrichtung 14b nach Überprüfung der Flüssigkeitsdichtung gesteckt wird, die den Einsatz eines Elementes zum Schließen des Verbindungsloches 82 übernehmen kann, wodurch es möglich ist, die Anzahl der Teile zu reduzieren und wodurch der Vorgang zum Schließen des Verbindungsloches 82 eingespart werden kann, um die Anzahl der Arbeitsschritte zu reduzieren.
Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Verbindung mit der Zeichnung detailliert beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereiches, der den Kern der vorliegenden Erfindung nicht verlässt, vielfältig modifiziert werden.
Exemplarisch ist die vorliegenden Erfindung für ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetischen Spulenvorrichtung erklärt worden, die für einen Drehmomentaufnehmer eingesetzt wird, jedoch ist die Erfindung allgemein anwendbar auf solche Vorrichtungen, die eine Spulenanordnung einschließlich einer Induktionsspule und Wicklungen, ein Gehäuse aus Kunststoff, das integriert einen Stecker aufweist und die Spulenanordnung abdeckt, einen in dem Gehäuse untergebrachten elektrischen Schaltkreis und eine Mehrzahl von Stromschienen umfassen, die in einem Stecker angeordnete Anschlussenden und andere Anschlussenden, die mit einem in dem Gehäuse eingegossenen Schaltkreis verbunden sind, aufweisen, sowie auf solche Vorrichtungen anwendbar, in denen Verbindungsenden, die aus einem Teil von Stromschienen gebildet sind, die aus leitendem Metall sind, in dem Kunststoffgehäuse eingegossen sind und aus dem Gehäuse hervorstehen, mit der an dem Gehäuse befestigten Leiterplatte verbunden sind.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer elektromagnetischen Spulenvorrichtung, welche umfasst – eine Spulenanordnung (18) aus Kunststoff mit einer Induktionsspule (15) und um die Induktionsspule (15) gewundene Wicklungen (16, 17); – ein Gehäuse (14) aus Kunststoff mit einer Steckvorrichtung (14b) zum Abdecken der Spulenanordnung (18); – einen in dem Gehäuse (14) befindlichen elektrischen Schaltkreis (67); und – eine Mehrzahl von Stromschienen (41,..., 47) als an dem Gehäuse (14) angeformter Einsatz, wobei jede ein in der Steckvorrichtung (19b) angeordnetes Anschlussende (41a,..., 47a) und ein anderes Anschlussende (41b, ..., 47b) aufweist, das mit dem elektrischen Schaltkreis (67) verbunden ist, wobei in dem Gehäuse (19) eine Stromschienenanordnung (40) eine Mehrzahl von Stromschienen einschließlich Stromschienen mit Steckteilen (49, 50, 51), die mit der Induktionsspule (15) durch Zusammenstecken verbunden werden können, und eine Abdeckung (48) aus Kunststoff aufweist, welche teilweise die Stromschienen abdeckt und eine Form aufweist, um an den Außenumfang der Spulenanordnung (18) anzugrenzen, wobei – vor dem Gießen des Gehäuses (14) die Abdeckung (48) der Stromschienenanordnung (40) an den Außenumfang der Spulenanordnung (18) angelegt wird, – durch Zusammenstecken der Steckteile (49, 50, 51) mit der Induktionsspule (15) die Stromschienenanordnung an der Spulenanordnung (18) befestigt wird; – das Gehäuse (14) gegossen wird, das die Spulenanordnung (18) und Stromschienenanordnung (40) abdeckt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Gießen des Gehäuse (14) durch Strömungslenkteile (48a, 48b) der Strom des geschmolzenen Kunststoffes vom Eindringen in einen Spalt zwischen der Stromschienenanordnung (40) und der Spulenanordnung (18) abgehalten wird und zu dem Außenumfang der Stromschienenanordnung (40) geführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetischen Spulenvorrichtung, welche umfasst – eine Spulenanordnung (18), – ein Gehäuse (14) aus Kunststoff zum Abdecken der Spulenanordnung (18), – eine im Gehäuse (14) untergebrachte elektrische Leiterplatte (66) und – an dem Gehäuse (14) angeformte Stromschienen zum Verbinden von Anschlussenden (37b, 38b, 39b, 41b, ...47b) an die Leiterplatte (66), wobei – die Anschlussenden (37b, 38b, 39b, 41b,...47b) aus einem Teil der Stromschienen gefertigt werden, die aus einem leitenden Metall sind, – beim Gießen des Gehäuses (14) die Stromschienen an dem Gehäuse (14) angeformt werden, – beim Gießen des Gehäuses (14) Biegeauflager (71) für die Anschlussenden am Gehäuse (14) in der Nähe der entsprechenden Anschlussenden (37b, 38b, 39b, 41b, ...47b) ausgebildet werden – die Anschlussenden (37b, 38b, 39b, 41b,...47b), die von dem Gehäuse (14) herausstehen, durch Drücken gegen die Biegeauflager (71) gebogen werden, – die Anschlussenden (37b, 38b, 39b, 41b,...47b) nach dem Biegen mit der Leiterplatte (66) verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussparung (72) an jedem der Anschlussenden (37b, 38b, 39b, 41b,...47b) an einer Stelle ausgebildet wird, an der das Anschlussende (37b, 38b, 39b, 41b, ...47b) durch das Anpressen gegen das Biegeauflager gebogen wird.