DE102004010904A1

DE102004010904A1 - Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines bewegbaren Bauteils

Info

Publication number: DE102004010904A1
Application number: DE102004010904A
Authority: DE
Inventors: Harry Skarpil
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2005-09-22
Also published as: US20060066008A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines bewegbaren Bauteils, wobei die Vorrichtung ein Innenteil 1 aufweist und das Innenteil 1 ein Gehäuse 11 mit einer säulenartigen Außenkontur besitzt, in dem Leiterbahnen 3 angeordnet sind, die elektrische Bauelemente 4 und ein Sensorelement tragen sowie mit ihren Enden, Steckkontakte 6 bildend, aus dem Innenteil 1 herausragen. Das Innenteil 1 wird von einem Kunststoffgehäuse 2 derart umspritzt, dass die Steckkontakte 6 in das Innere einer Steckeraufnahme 5 des Kunststoffgehäuses 2 ragen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines bewegbaren Bauteils, wobei die Vorrichtung ein Innenteil aufweist und das Innenteil ein Gehäuse mit einer säulenartigen Außenkontur besitzt, in dem Leiterbahnen angeordnet sind, die elektrische Bauelemente und ein Sensorelement tragen sowie mit ihren einen Enden Steckkontakte bildend aus dem Innenteil herausragen oder wobei das Innenteil aus Leiterbahnen besteht, die elektrische Bauelemente und ein Sensorelement tragen sowie an ihren einen Enden Steckkontakte bilden und wobei das Innenteil von einem Kunststoffgehäuse derart umspritzt wird, dass die Steckkontakte in das Innere einer Steckeraufnahme des Kunststoffgehäuses ragen.

Bei einem derartigen Verfahren ist es bekannt, den den Steckkontakten entgegen gesetzten Bereich des in die Spritzgussform eingelegten Innenteils durch Abstützkerne lagerichtig zu fixieren, die dann entsprechend dem Fortschreiten des Spritzprozesses von dem Innenteil wegbewegt werden.

Dies erfordert eine Ansteuerung der Bewegung der Abstützkerne, die erst kurz vor Erreichen der Abstützkerne durch die Kunststoffspritzgussmasse, nicht aber danach erfolgen muss, da sonst die Lage des Innenteils durch den Spritzdruck verändert werden kann. Dabei müssen Faktoren wie z.B. die Schmelztemperatur und der Nachdruck berücksichtigt werden. Darüber hinaus muss sicher gestellt sein, dass das Innenteil insbesondere auch an seinem den Steckkontakten entgegen gesetzten Endbereich von der Kunststoffspritzgussmasse sicher umschlossen und somit das Kunststoffgehäuse dicht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch das auf einfache Weise bei lagerichtiger Positionierung des Innenteils ein dichtes Kunststoffgehäuse herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem ersten Schritt das Innenteil in eine Spritzgießform eingelegt wird, wobei die die Steckkontakte bildenden Enden der Leiterbahnen in einem Kern zur Erzeugung der Steckeraufnahme gehalten werden und der den Steckkontakten entgegen gesetzte Bereich des Innenteils von einer in der Spritzgießform verschiebbaren Hülse umschlossen ist, deren umlaufende Außenkontur der Innenkontur der in diesem Bereich säulenartig ausgebildeten Spritzgießform entspricht, dass die Hülse auf einem zur Hülse koaxialen Führungselement verschiebbar geführt ist, das sich in Fortsetzung der Leiterbahnen erstreckt, wobei der den Steckkontakten entgegen gesetzte Endbereich des Innenteils durch die Hülse und/oder das Führungselement in seiner Sollposition in der Spritzgießform gehalten wird, dass in einem zweiten Schritt Kunststoffspritzmasse in den Bereich der Spritzgießform zwischen Hülse und Steckeraufnahme eingeschossen wird, wobei nach Ausfüllen des Bereichs der Spritzgießform zwischen Hülse und Steckeraufnahme die Hülse vom Spritzdruck der Kunststoffspritzmasse entgegen einer Gegenkraft so weit verschoben wird, dass sie das Innenteil nicht mehr umschließt und die Halteverbindung des Innenteils mit der Hülse und/oder dem Führungselement gelöst ist.

Während des Spritzvorganges verbleibt die Hülse solange in ihrer das Innenteil umschließenden Position, bis sie von der Kunststoffspritzmasse erreicht wird. Bis dahin erfolgt durch die Nähe der Einspritzstelle in die Spritzgießform eine weitgehend gleichmäßige Verteilung der Kunststoffspritzmasse. Im Weiteren wird durch die Kunststoffspritzmasse die Hülse entgegen der Gegenkraft verschoben, wobei durch die Hülse ein gleichmäßiges Voranschreiten der Kunststoffspritzmasse in der Spritzgießform sicher gestellt ist.

Durch die Hülse oder das Führungselement wird gleichzeitig das den Steckkontakten entgegen gesetzte Ende des Innenteils lagerichtig in der Spritzgießform gehalten. An der Seite der Steckkontakte erfolgt dies durch den Kern zur Erzeugung der Steckeraufnahme.

Nach Erreichen des den Steckkontakten abgewandten Endes des Innenteils gibt die Hülse oder das Führungselement das Innenteil frei und die Kunststoffspritzmasse fließt stirnseitig um dieses Ende, so dass ein dicht geschlossenes Kunststoffgehäuse mit lagerichtig eingegossenem Innenteil entsteht.

Da die Verschiebung der Hülse keinen Antrieb und keine Ansteuereinrichtung des Antriebs benötigt, sondern durch die Kunststoffspritzmasse erfolgt, sind die dazu erforderlichen Werkzeuge einfach und kostengünstig.

Das Führungselement kann mit einer Stirnseite an dem den Steckerkontakten entgegen gesetzten Endbereich des in die Spritzgießform eingelegten Innenteils in Anlage sein und/oder diesen Endbereich halten und durch den Spritzdruck der Kunststoffspritzmasse entgegen einer Gegenkraft auf einen Abstand zum Innenteil verschoben werden, so dass die Kunststoffspritzmasse an der Stirnseite des Innenteils radial nach innen zusammenfließen kann und das Kunststoffgehäuse schließt.

Zur einfachen Lagepositionierung des Innenteils kann die Hülse mit einer der Außenkontur des Innenteils entsprechenden Innenkontur das Innenteil an seinem den Steckkontakten entgegen gesetzten Bereich umschließen.

Ist das Innenteil an seiner den Steckerkontakten entgegen gesetzten Stirnseite mit einer ringförmig umlaufenden, axial hervorstehenden Schmelzrippe aus Kunststoff versehen, so wird diese bei dem Umfließen der Kunststoffspritzmasse an der Stirnseite des Innenteils angeschmolzen, so dass Undichtigkeiten des Kunststoffgehäuses im Bereich radial innerhalb der ringförmig umlaufenden Schmelzrippe, die dort bei dem radialen Zusammenfließen der Kunststoffspritzmasse möglicherweise entstehen, gegenüber dem säulenartigen Außenkonturbereich des Innenteils abgedichtet sind.

Die Hülse und/oder das Führungselement werden in einfacher Weise entgegen der Kraft einer Feder verschoben.

Um ein gleichmäßiges Schließen der Kunststoffspritzmasse auf die Stirnseite des Innenteils erst dann zu bewirken, wenn die Hülse aus dem Bereich des Innenteils herausfährt, kann die Hülse einen Anschlag aufweisen, der nach der Verschiebung der Hülse aus dem Bereich des Innenteils zur Anlage an einen Gegenanschlag des Führungselements gelangt und bei einer Weiterverschiebung um ein bestimmtes Maß das Führungselement von dem Innenteil weg mitverschiebt.

Es versteht sich, dass der Anschlag der Hülse und der Gegenanschlag des Führungselements auf andere Art zum Beispiel werkzeugtechnisch im Werkzeug gelöst sein können.

Zu einer gleichmäßigen Stirnseite des Kunststoffgehäuses führt es, wenn bei Anlage des Anschlags am Gegenanschlag die dem Kunststoffgehäuse zugewandten Stirnflächen von Hülse und Führungselement sich in einer Ebene erstrecken.

Die Hülse kann einen zweiten Anschlag aufweisen, der vor der Verschiebung der Hülse aus dem Bereich des Innenteils in Anlage an einem zweiten Gegenanschlag des Führungselements ist.

Damit wird auf eine einfache Weise die Ausgangsposition der Hülse vor dem Spritzvorgang bestimmt.

Es versteht sich, dass auch der zweite Anschlag der Hülse und der zweite Gegenanschlag des Führungselements auf andere Art z.B. werkzeugtechnisch im Werkzeug gelöst sein können.

Gleichzeitig und einteilig kann das Kunststoffgehäuse einen Befestigungsflansch erhalten, wenn die Spritzgussform in dem Bereich zwischen Hülse und Steckeraufnahme eine Kavitation zum einteiligen Anspritzen eines Befestigungsflansches an das Kunststoffgehäuse besitzt.

Dabei wird aus Festigkeitsgründen vorzugsweise vor dem Einschießen der Kunststoffspritzmasse in die Spritzgießform eine Metallbuchse in die Kavitation eingelegt.

Einfach und stabil herstellbar ist es, wenn die Leiterbahnen durch ein Blechstanzteil (Leadframe) gebildet sind und die elektrischen Bauelemente sowie das Sensorelement mit den Leiterbahnen verschweißt oder verlötet werden.

Das Sensorelement kann ein Hall-Element sein, das an dem den Steckerkontakten entgegen gesetzten Endbereich der Leiterbahnen angeordnet wird.

Zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Fließens der Kunststoffspritzmasse kann die Hülse und/oder das Führungselement während des Spritzvorgangs beheizt werden.

Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Drehzahlsensor im Schnitt
2 eine Ansicht eines Innenteils des Drehzahlsensors nach 1
3 eine schematische Darstellung im Schnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zur Herstellung eines Drehzahlsensors in einem ersten Schritt
4 die Einrichtung nach 3 in einem zweiten Schritt
5 die Einrichtung nach 3 in einem dritten Schritt
6 die Einrichtung nach 3 in einem vierten Schritt
7 eine schematische Darstellung in Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zur Herstellung eines Drehzahlsensors
8 die Hülse und das Innenteil zur Herstellung eines Drehzahlsensors mittels der Einrichtung nach 7.
Der in 1 dargestellte Drehzahlsensor wird dazu genutzt, die Drehzahl eines nicht dargestellten magnetisch kodierten Rades durch Erzeugung entsprechender Impulse zu erfassen. Der Drehzahlsensor besitzt ein Innenteil 1, das durch Umspritzen mit einer Kunststoffspritzmasse in einem Kunststoffgehäuse 2 angeordnet ist. Das Innenteil besteht aus Leiterbahnen 3, die als Blechstanzteil ausgebildet sind, auf denen durch Schweißen elektrische Bauteile 4 angeordnet sind.
Die einen Enden der Leiterbahnen 3 ragen in eine Steckeraufnahme 5 des Kunststoffgehäuses 2 und bilden Steckkontakte 6.
An den den Steckkontakten 6 entgegen gesetzten Enden der Leiterbahnen 3 ist ebenfalls durch Schweißen ein Hall-Element 7 angeordnet.
In einem der Steckeraufnahme 5 nahen Bereich besitzt das Kunststoffgehäuse 2 einen einteilig angespritzten Befestigungsflansch 8 mit einer eine Befestigungsbohrung 9 aufweisenden, eingespritzten Metallbuchse 10.
Große Bereiche des Innenteils 1 sind mit einem ein Gehäuse bildenden Kunststoff umspritzt, wobei der der Steckeraufnahme 5 entgegen gesetzte Bereich des Innenteils 1 eine etwa säulenartige Außenkontur besitzt.
Zur Herstellung eines solchen Drehzahlgebers wird entsprechend 3 ein entsprechendes Innenteil in eine Spritzgussform eines Werkzeugs 12 so eingelegt, dass die Steckkon takte 6 in einen Kern 13 ragen und gehalten werden, der zur Erzeugung der Steckeraufnahme 5 dient.
Der den Steckkontakten 6 entgegen gesetzte Bereich des Innenteils 1 ragt in einen Bereich der Spritzgussform, in der eine Hülse 14 verschiebbar angeordnet ist, deren radial umlaufende Außenkontur der Innenkontur der in diesem Bereich säulenartig ausgebildeten Spritzgießform entspricht.
Im Inneren der Hülse 14 ist ein koaxial zur Hülse 14 verschiebbar geführtes Führungselement 15 angeordnet, das eine der radial umlaufenden Innenkontur der Hülse 14 entsprechende radial umlaufende Außenkontur besitzt.
Die Hülse weist einen Anschlag 16 auf, gegen den ein Gegenanschlag 17 des Führungselements 15 zur Anlage kommen kann. Weiterhin besitzt die Hülse 14 einen zweiten Anschlag 18, an den ein zweiter Gegenanschlag 19 des Führungselements 15 in Anlage kommen kann.
Durch diese Anschläge 16 und 18 sowie die Gegenanschläge 17 und 19 sind Hülse 14 und Führungselement 15 um ein bestimmtes Maß relativ zueinander verschiebbar.
Eine mit einem Ende fest abgestützte erste Druckfeder 20 beaufschlagt die Hülse 14 und eine mit einem Ende fest abgestützte zweite Druckfeder 21 beaufschlagt das Führungselement 15 in Einfahrrichtung in die Spritzgießform.
Das in 3 in die Spritzgießform eingelegt Innenteil 1 wird in seinem säulenartigen Bereich zunächst von der Hülse 14 umschlossen und in seiner lagerichtigen Position in der Spritzgießform gehalten. Dabei wird die Hülse 14 von der ers ten Druckfeder 20 in ihre maximale Position nach rechts geschoben, wobei der zweite Anschlag 18 am zweiten Gegenanschlag 18 in Anlage ist und die Lage des Führungselements 15 definiert.
Wenn nun entsprechend 4 in einem Bereich zwischen Hülse 14 und Steckeraufnahme 5 Kunststoffspritzmasse 22 in die Spritzgießform eingeschossen wird, verteilt sich diese in dem zur Verfügung stehenden Bereich der Spritzgießform, bis dieser Bereich ausgefüllt ist (4).
Ein weiteres Einschießen von Kunststoffspritzmasse 22 führt dazu, dass die rechte Stirnseite der Hülse 14 von der Kunststoffspritzmasse 22 beaufschlagt und durch deren Spritzdruck die Hülse entgegen der Kraft der ersten Druckfeder 20 nach links verschoben wird. Entsprechend der Verschiebung der Hülse 14 wird auch die Kunststoffspritzmasse 22 nachgeführt (5).
Wenn die Hülse 14 soweit nach links verschoben ist, dass sie nicht mehr das Innenteil 1 umschließt und in Position hält, gelangt auch der Anschlag 16 zur Anlage am Gegenanschlag 17 und bewegt bei weiterer Verschiebung der Hülse 14 durch die Kunststoffspritzmasse 22 nach links das Führungselement 15 entgegen der Kraft der zweiten Druckfeder 21 mit nach links bis zum Erreichen der in 6 dargestellten Endposition.
Durch die in die Spritzgießform bis dahin eingeschossene Kunststoffspritzmasse 22 wird das Innenteil 1 nun in einer lagerichtigen Position gehalten.
Durch das weitere Verschieben von Hülse 14 und Führungselement 15 nach links ist ein Spalt zwischen dem stirnseitigen Ende des Innenteils 1 und dem in einer Ebene gegenüberliegenden Stirnseiten von Hülse 14 und Führungselement 15 gebildet, der ebenfalls von der Kunststoffspritzmasse 22 ausgefüllt wird, so dass das Kunststoffgehäuse 2 geschlossen wird und fertig gestellt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 7 und 8 besteht das Innenteil 1 nur aus den Leiterbahnen 3 und den elektrischen Bauteilen sowie dem Hall-Element 7 und besitzt kein Gehäuse 11. Durch die Stirnseite des Führungselements 15 und eine Schlitzführung 23 in Hülse 14 für die Leiterbahnenden werden die Leiterbahnen 3 lagerichtig in der Spritzgießform gehalten.
Durch das Einschießen von Kunststoffspritzmasse 22 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der 3 und 6 kommt es auf die gleiche Weise zu einem Verschieben der Hülse 14 durch die Kunststoffspritzmasse 22 und das Bewegen des Führungselements 15 über Anschlag 16 und Gegenanschlag 17 in seine Endposition.

1: Innenteil
2: Kunststoffgehäuse
3: Leiterbahnen
4: elektrische Bauteile
5: Steckeraufnahme
6: Steckkontakte
7: Hall-Element
8: Befestigungsflansch
9: Befestigungsbohrung
10: Metallbuchse
11: Gehäuse
12: Werkzeug
13: Kern
14: Hülse
15: Führungselement
16: Anschlag
17: Gegenanschlag
18: zweiter Anschlag
19: zweiter Gegenanschlag
20: erste Druckfeder
21: zweite Druckfeder
22: Kunsstoffspritzmasse
23: Schlitzführung

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Erfassung der Bewegung eines bewegbaren Bauteils, wobei die Vorrichtung ein Innenteil aufweist und das Innenteil ein Gehäuse mit einer säulenartigen Außenkontur besitzt, in dem Leiterbahnen angeordnet sind, die elektrische Bauelemente und ein Sensorelement tragen sowie mit ihren einen Enden Steckkontakte bildend aus dem Innenteil herausragen oder wobei das Innenteil aus Leiterbahnen besteht, die elektrische Bauelemente und ein Sensorelement tragen sowie an ihren einen Enden Steckkontakte bilden und wobei das Innenteil von einem Kunststoffgehäuse derart umspritzt wird, dass die Steckkontakte in das Innere einer Steckeraufnahme des Kunststoffgehäuses ragen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt das Innenteil (1) in eine Spritzgießform eingelegt wird, wobei die die Steckkontakte (6) bildenden Enden der Leiterbahnen (3) in einem Kern (13) zur Erzeugung der Steckeraufnahme (5) gehalten werden und der den Steckkontakten (6) entgegen gesetzte Bereich des Innenteils (1) von einer in der Spritzgießform verschiebbaren Hülse (14) umschlossen ist, deren umlaufende Außenkontur der Innenkontur der in diesem Bereich säulenartig ausgebildeten Spritzgießform entspricht, dass die Hülse (14) auf einem zur Hülse (14) koaxialen Führungselement (15) verschiebbar geführt ist, das sich in Fortsetzung der Leiterbahnen (3) erstreckt, wobei der den Steckkontakten (6) entgegen gesetzte Endbereich des Innenteils (1) durch die Hülse (14) und/oder das Führungselement (15) in seiner Sollposition in der Spritzgießform gehalten wird, dass in einem zweiten Schritt Kunststoffspritz masse (22) in den Bereich der Spritzgießform zwischen Hülse (14) und Steckeraufnahme (5) eingeschossen wird, wobei nach Ausfüllen des Bereichs der Spritzgießform zwischen Hülse (14) und Steckeraufnahme (5) die Hülse (14) vom Spritzdruck der Kunststoffspritzmasse (22) entgegen einer Gegenkraft so weit verschoben wird, dass sie das Innenteil (1) nicht mehr umschließt und die Halteverbindung des Innenteils (1) mit der Hülse (14) und/oder dem Führungselement (15) gelöst ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (15) mit einer Stirnseite an dem den Steckerkontakten (6) entgegen gesetzten Endbereich des in die Spritzgießform eingelegten Innenteils (1) in Anlage ist und/oder diesen Endbereich hält und durch den Spritzdruck der Kunststoffspritzmasse (22) entgegen einer Gegenkraft auf einen Abstand zum Innenteil (1) verschoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) mit einer der Außenkontur des Innenteils (1) entsprechenden Innenkontur das Innenteil (1) an seinem den Steckkontakten (6) entgegen gesetzten Bereich umschließt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenteil (1) an seiner den Steckerkontakten (6) entgegen gesetzten Stirnseite mit einer ringförmig umlaufenden, axial hervorstehenden Schmelzrippe aus Kunststoff versehen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) und/oder das Führungselement (15) entgegen der Kraft einer Feder (20, 21) verschoben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) einen Anschlag (16) aufweist, der nach der Verschiebung der Hülse (14) aus dem Bereich des Innenteils (1) zur Anlage an einen Gegenanschlag (17) des Führungselements (15) gelangt und bei einer Weiterverschiebung um ein bestimmtes Maß das Führungselement (15) von dem Innenteil (1) weg mitverschiebt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anlage des Anschlags (16) am Gegenanschlag (17) die dem Kunststoffgehäuse (2) zugewandten Stirnflächen von Hülse (14) und Führungselement (15) sich in einer Ebene erstrecken.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (14) einen zweiten Anschlag (18) aufweist, der vor der Verschiebung der Hülse (14) aus dem Bereich des Innenteils (1) in Anlage an einem zweiten Gegenanschlag (19) des Führungselements (15) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzgussform in dem Bereich zwischen Hülse (14) und Steckeraufnahme (5) eine Kavitation zum einteiligen Anspritzen eines Befestigungsflansches (8) an das Kunststoffgehäuse (2) besitzt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einschießen der Kunststoffspritzmasse (22) in die Spritzgießform eine Metallbuchse (10) in die Kavitation eingelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (3) durch ein Blechstanzteil (Leadframe) gebildet sind und die elektrischen Bauelemente (4) sowie das Sensorelement mit den Leiterbahnen (3) verschweiß oder verlötet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement ein Hall-Element (7) ist, das an dem den Steckerkontakten (6) entgegen gesetzten Endbereich der Leiterbahnen (3) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse und/oder das Führungselement während des Spritzvorgangs beheizt werden.