DE102004004792A1

DE102004004792A1 - Sensorkopf

Info

Publication number: DE102004004792A1
Application number: DE200410004792
Authority: DE
Inventors: Andreas Machill
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2005-08-18

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein mit einem Kunststoff umspritzter Sensorkopf, insbesondere zur Drehzahl-, Drehwinkel- und/oder Temperaturmessung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Bauteilträger und einem Sensor, wobei der Sensor auf dem Bauteilträger angeordnet ist. Um einen Sensorkopf kostengünstig herzustellen, der ein hohes Maß an Sicherheit gegen Feuchtigkeits- und Schmutzeintritt aufweist und keine herstellungsbedingten Sensorausfälle zeigt, ist der Sensor von einem auf dem Bauteilträger lokalisierten Schutzgehäuse umgeben, wobei das Schutzgehäuse und mindestens ein Teil des Bauteilträgers von einer Kunststoffumspritzung umgeben sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mit einem Kunststoff umspritzten Sensorkopf, insbesondere zur Drehzahl-, Drehwinkel- und/oder Temperaturmessung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Bauteilträger und einem Sensor, wobei der Sensor auf dem Bauteilträger angeordnet ist.

Sensoren der eingangs genannten Art werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Erfassung der Drehzahl eines Rades oder zur Erfassung der Temperatur im Motorkühlkreislauf verwendet. Aus der DE 42 37 039 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Temperaturfühlers bekannt, welches ermöglicht, im Spritzgießverfahren einen Temperaturfühler herzustellen. In eine Spritzgießform werden jeweils die Steckkontaktpaare, zwischen denen einen Heißleitertablette eingelötet ist, eingelegt. Dann werden in einem Arbeitsgang der Steckflansch und das mittlere Halterungsteil gespritzt. Anschließend wird in einem zweiten Spritzgießvorgang eine isolierende Kappe hergestellt, die in einem weitern Arbeitsgang über das Gehäuseteil gespannt wird.

Weiterhin ist es bekannt den elektronischen Sensor zum Schutz vor Umwelteinflüssen direkt zu umspritzen, wobei um den Sensor ein Gehäuse aus Kunststoff entsteht.

Durch die Benutzung einer separaten Kappe, die über das Gehäuseteil gezogen wird, entstehen Bereiche durch die Schmutz und Feuchtigkeit leicht zu dem Sensor vordringen können. Darüber hinaus ist das Überziehen der Kappe über das Gehäuseteil ein aufwendiger Arbeitsgang, der unerwünschte Kosten verursacht.

Die direkte Umspritzung des Sensors mit einem Kunststoff erzeugt einen sehr guten Abschluss des Sensors gegen störende Umwelteinflüsse, wie etwa umherspritzendes Wasser, dem zum Beispiel ein Raddrehzahlsensor eines Personenkraftwagens in erheblichem Maße ausgesetzt sein kann. Beim Umspritzen des Sensors mit dem erhitzen Kunststoff, der zudem mit erheblicher kinetischer Energie auf den Sensor auftrifft, kann der Sensor zerstört werden, wodurch das gesamte Bauteil unbrauchbar wird. Vor allem mit Hinblick auf eine hochqualitative und kostengünstige Produktion, sind solche Ausfälle nicht tolerabel.

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Sensorkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist, ein hohes Maß an Sicherheit gegen Feuchtigkeits- und Schmutzeintritt aufweist und keine herstellungsbedingten Sensorausfälle zeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Sensor von einem auf dem Bauteilträger lokalisierten Schutzgehäuse umgeben ist, wobei das Schutzgehäuse und mindestens ein Teil des Bauteilträgers von einer Kunststoffumspritzung umgeben sind. Dies hat den Vorteil, dass der Sensor bei der Herstellung des Sensorkopfes nicht direkt von der erhitzten Kunststoffmasse getroffen wird und damit eine Zerstörung des Sensors während der Fertigung des Sensorkopfes wirkungsvoll verhindert wird. Dennoch erhält der Sensorkopf mit der Kunststoffumspritzung eine hochwertige und kostengünstige Abdichtung gegen für den Sensor schädliche Umwelteinflüsse.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung sind der Bauteilträger und das Schutzgehäuse als einstückiges Kunststoffteil ausgebildet. Dieses Kunststoffteil ist sehr kostengünstig in hohen Stückzahlen im Spritzgießverfahren herstellbar.

Bei einer Weiterbildung weist das Schutzgehäuse einen Schutzgehäusedeckel auf, der in geöffnetem Zustand das Einsetzen des Sensors in das Schutzgehäuse ermöglicht. Damit wird eine leichte Montage des Sensors im Schutzgehäuse möglich. Bei geschlossenem Schutzgehäusedeckel ist der Sensor vorteilhaft vor der hohen Temperaturen, der erwärmten Kunststoffmasse und dem hohen Spritzdruck des Spritzgutes geschützt.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Schutzgehäusedeckel mit einem Filmscharnier beweglich an dem Schutzgehäuse ausgebildet ist. Hierdurch wird das leichte Öffnen und Schließen des Schutzgehäuses ermöglicht. Auch das Filmscharnier kann bei der Herstellung des mit dem Schutzgehäuse einstückig ausgebildeten Bauteilträgers angespritzt werden, wodurch eine sehr effiziente Herstellung dieser Bauteilgruppe gesichert wird.

Bei einer Weiterbildung ist zwischen dem Schutzgehäusedeckel und dem Schutzgehäuse eine Verrastung ausgebildet. Die Verrastung ermöglicht ein schnelles und sicheres Verschließen des Schutzgehäuses mit dem Schutzgehäusedeckel, wenn der Sensor in das Schutzgehäuse eingesetzt wurde.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon sollen anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren erläutert werden. Diese zeigen in:
1 einen Sensorkopf mit einem Bauteilträger und einem Schutzgehäuse,
2 den aus 1 bekannten Sensorkopf, wobei das Schutzgehäuse nun transparent gezeichnet ist,
3 eine zweidimensionale Draufsicht auf den in 1 und 2 perspektivisch dargestellten Sensorkopf,
4 eine Schnittdarstellung des Sensorkopfes nach der in 3 gezeigten Linie A-A,
5 eine seitliche Ansicht des Sensorkopfes,
6 das nach der Linie B-B aus 5 aufgeschnittene Schutzgehäuse mit dem Sensor,
7 das nach der Linie B-B aus 5 aufgeschnittene Schutzgehäuse ohne den Sensor,
8 den Sensorkopf mit dem Bauteilträger und dem Schutzgehäuse, sowie der abschließenden Kunststoffumspritzung.
1 zeigt einen Sensorkopf 1 mit einem Bauteilträger 6 und einem Schutzgehäuse 2. Der Bauteilträger 6 und das Schutzgehäuse 2 können einstückig als Kunststoffteil im Spritzgussverfahren hergestellt sein. Am Schutzgehäuse 2 ist ein Schutzgehäusedeckel 3 ausgebildet. Zum Öffnen und Schließen den Schutzgehäusedeckels 3 ist zwischen dem Schutzgehäuse 2 und dem Schutzgehäusedeckel 3 ein Filmscharnier 4 angeordnet. Zwischen dem Schutzgehäuse 2 und dem Schutzgehäusedeckel 3 befindet sich die Verrastung 5, die aus einem am Schutzge häuse 2 ausgebildeten Rasthaken 5a und einer am Schutzgehäusedeckel 3 ausgebildeten Rastlasche 5b besteht. Durch das Filmscharnier 4 kann der Schutzgehäusedeckel 3 leicht geöffnet werden, und der Sensor 7 bzw. weitere elektronische Bauteile 10 können in das Schutzgehäuse 2 eingeschoben und montiert werden. Danach lässt sich das Schutzgehäuse 2 mit dem Schutzgehäusedeckel 3 leicht verschließen, und der Schutzgehäusedeckel 3 wird mit der Verrastung 5 am Schutzgehäuse 2 gesichert. Dazu rastet die am Schutzgehäusedeckel 3 ausgebildete Rastlasche 5b in dem am Schutzgehäuse 2 ausgebildeten Rasthaken 5a ein. Das so verschlossene Schutzgehäuse 2 kann nun mit einer Kunststoffumspritzung 11 versehen werden, wobei das Spritzgut nicht direkt auf den Sensor 7 gespritzt wird und dadurch eine Zerstörung des Sensors 7 vermieden wird.
2 zeigt den aus 1 bekannten Sensorkopf 1, wobei das Schutzgehäuse 2 nun transparent gezeichnet ist, und der darin montierte Sensor 7 sichtbar wird. Dieser Sensor 7 ist auf dem Bauteilträger 6 angeordnet und mit seinen Anschlusspins 8 mit nachfolgenden elektronischen Bauteilen 10 verbunden. Da der Sensor 7 bei der Umspritzung des Sensorkopfes 1 mit Kunststoff beschädigt werden kann, ist über dem Sensor 7 das aus 1 bekannte Schutzgehäuse 2 angeordnet. Dieses Schutzgehäuse 2 verhindert die Beschädigung des Sensors 7 bei der Umspritzung des Sensorkopfes 1 mit dem Kunststoff 11.
3 zeigt eine zweidimensionale Draufsicht auf den in 1 und 2 perspektivisch dargestellten Sensorkopf 1. Der Bauteilträger 6 ist wiederum mit dem Schutzgehäuse 2 verbunden. Am Schutzgehäuse 2 ist der Schutzgehäusedeckel 3 ausgebildet. Der Schutzgehäusedeckel 3 wird mit dem Schutzgehäuse 2 mit der schon bekannten Verrastung 5 verbunden. Darüber hinaus ist zwischen dem Schutzgehäusedeckel 3 und dem Schutz gehäuse 2 das Filmscharnier 4 zu erkennen. Aus dem Schutzgehäuse 2 ragen die unempfindlichen Anschlusspins 8 des Sensors 7 heraus.
Eine Schnittdarstellung des Sensorkopfes 1 nach der in 3 gezeigten Linie A-A ist in 4 dargestellt. Dieser seitliche Schnitt zeigt wiederum den Bauteilträger 6 in einstückiger Ausführung mit dem Schutzgehäuse 2. Neben dieser einstückigen Ausführung von Bauteilträger 6 und Schutzgehäuse 2 ist es natürlich auch denkbar, dass das Schutzgehäuse 2 als separates Teil auf den Bauteilträger 6 aufgesetzt wird. Im Schutzgehäuse 2 ist der Sensor 7 zu erkennen, der von diesem gegen Beschädigungen durch die Kunststoffumspritzung 11 geschützt wird. Weiterhin sind im Sensorkopf 1 auf einer Leiterplatte 9 elektronische Bauteile 10 angeordnet, die über Leiterbahnen und Anschlusspins 8 mit dem Sensor 7 verbunden sind.
Eine seitliche Ansicht des Sensorkopfes 1 zeigt 5. Auch hier ist der Bauteilträger 6 und das Schutzgehäuse 2 zu erkennen, das durch den Schutzgehäusedeckel 3 verschlossen ist, der mit Hilfe der Verrastung 5 fest in seiner Position gehalten wird.
Ein Schnitt durch das Schutzgehäuse 2 nach der Linie B-B aus 5 ist in den 6 und 7 dargestellt.
In 6 ist das nach B-B aufgeschnittene Schutzgehäuse 2 mit eingebautem Sensor 7 zu erkennen. Die vom Sensor 7 wegführenden Anschlusspins 8, die eine elektrische Verbindung des Sensors 7 mit der nachfolgenden Elektronik herstellen, sind dargestellt. Zur Montage des Sensors 7 im Schutzgehäuse 2 kann der Schutzgehäusedeckel 3 geöffnet werden, da zwischen dem Schutzgehäusedeckel 3 und dem Schutzgehäuse 2 ein bewegliches Filmscharnier 4 ausgebildet ist. Ist der Schutzgehäusedeckel 3 geschlossen, so rastet der Rasthaken 5a in die am Schutzgehäusedeckel 3 ausgebildete Rastlasche 5b ein.
7 zeigt das aus 6 bekannte Schutzgehäuse 2 ohne einen darin montierten Sensor 7. Auch hier ist wiederum die als Filmscharnier 4 ausgebildet Verbindung zwischen dem Schutzgehäuse 2 und dem Schutzgehäusedeckel 3 zu erkennen. Ebenso ist die Verrastung 5 mit dem Rasthaken 5a und der Rastlasche 5b dargestellt. Der hier nicht im Schutzgehäuse 2 montierte Sensor 7 kann leicht in dieses eingeführt werden, indem der Sensor 7 bei geöffnetem Schutzgehäusedeckel 3 in das Schutzgehäuse 2 eingeschoben wird und dann der Schutzgehäusedeckel 3 verschlossen und durch die Verrastung 5 gesichert wird. Danach wird der Sensorkopf 1 mit einem Kunststoff umspritzt.
8 zeigt den Sensorkopf 1 mit dem Bauteilträger 6, dem Schutzgehäuse 2 und dem darin montierten Sensor 7, nachdem auf dem gesamten Sensorkopf 1 die Kunststoffumspritzung 11 aufgebracht wurde. Durch die Kunststoffumspritzung 11 wird der Sensorkopf 1 hermetisch gegen Umwelteinflüsse abgeschlossen, ohne dass der Sensor 7 bei der Kunststoffumspritzung von heißem Kunststoff zerstört werden kann. Auch in 8 ist zu erkennen, wie der Sensor 7 mit Hilfe der Anschlusspins 8 an die Leiterplatte 9 elektrisch angebunden ist, wodurch eine Verbindung zu den weiteren elektronischen Bauteilen 10 im Sensorkopf 1 hergestellt wird.
Durch den hier vorgestellten Aufbau wird ein hervorragend abgedichteter Sensorkopf 1 geschaffen, der bei der Herstellung keine durch die Kunststoffumspritzung bedingten Ausfälle des Sensors 7 zeigt.

1: Sensorkopf
2: Schutzgehäuse
3: Schutzgehäusedeckel
4: Filmscharnier
5: Verrastung
5a: Rasthaken
5b: Rastlasche
6: Bauteilträger
7: Sensor
8: Anschlusspin
9: Leiterplatte
10: elektronisches Bauteil
11: Kunststoffumspritzung

Claims

Mit einem Kunststoff (11) umspritzter Sensorkopf (1), insbesondere zur Drehzahl-, Drehwinkel- und/oder Temperaturmessung in einem Kraftfahrzeug, mit einem Bauteilträger (6) und einem Sensor (7), wobei der Sensor (7) auf dem Bauteilträger (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (7) von einem auf dem Bauteilträger (6) lokalisierten Schutzgehäuse (2) umgeben ist, wobei das Schutzgehäuse (2) und mindestens ein Teil des Bauteilträgers (6) von einer Kunststoffumspritzung (11) umgeben sind.
Mit einem Kunststoff (11) umspritzter Sensorkopfs (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bauteilträger (6) und das Schutzgehäuse (2) als einstückiges Kunststoffteil ausgebildet sind.
Mit einem Kunststoff (11) umspritzter Sensorkopfs (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (2) einen Schutzgehäusedeckel (3) aufweist, der in geöffnetem Zustand das Einsetzen des Sensors (7) in das Schutzgehäuse (2) ermöglicht.
Mit einem Kunststoff (11) umspritzter Sensorkopfs (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzgehäusedeckel (3) mit einem Filmscharnier (4) beweglich an dem Schutzgehäuse (2) ausgebildet ist.
Mit einem Kunststoff (11) umspritzter Sensorkopfs (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schutzgehäusedeckel (3) und dem Schutzgehäuse (2) eine Verrastung (5) ausgebildet ist.