DE102004036215B4

DE102004036215B4 - Sensoranordnung

Info

Publication number: DE102004036215B4
Application number: DE102004036215A
Authority: DE
Inventors: Pierre Doucet; Harry Skarpil
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2010-07-08
Anticipated expiration: 2024-07-27
Also published as: DE102004036215A1

Abstract

Sensoranordnung, insbesondere Drehzahlgeber mit einem einseitig durch einen Boden verschlossenen topfartigen Gehäuse aus einem Kunststoff, in dessen Topföffnung eine Sensorbaugruppe angeordnet ist, das topfartige Gehäuse aus einer Tiefziehfolie besteht, in die die Sensorbaugruppe eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe von der Tiefziehfolie durch Unterdruckbeaufschlagung der Topföffnung (13) des Gehäuses (9) bei erhitzter Tiefziehfolie und anschließendem Erkalten der Tiefziehfolie weitgehend spielfrei umschlossen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoranordnung, insbesondere Drehzahlgeber mit einem einseitig durch einen Boden verschlossenen topfartigen Gehäuse aus einem Kunststoff, in dessen Topföffnung eine Sensorbaugruppe angeordnet ist, das topfartige Gehäuse aus einer Tiefziehfolie besteht, in die die Sensorbaugruppe eingesetzt ist.
Bei derartigen Sensoranordnungen ist es bekannt, dass topfartige Gehäuse als Spritzgussteil mit einer Wandstärke von etwa 0,6 mm bis 1,2 mm herzustellen. Diese Wandstärke ist mindestens erforderlich, um eine ausreichende Stabilität des topfartigen Gehäuses zu erlangen. Dazu sind eine Mindestmenge an Kunststoffmaterial und ein erheblicher Herstellungsaufwand erforderlich.
Aus der DE 81 34 209 U1 ist ein elektrisches Bauelement bekannt, das mit großem radialem Spiel in ein topfartiges Gehäuse einer zuvor in einer Gießmulde einer Gießform tiefgezogenen Kunststofffolie eingeführt und anschließend der Hohlraum zwischen dem Bauelement und der Kunststofffolie in der Gießmulde mit aushärtbarem Kunststoff gefüllt und ausgehärtet wird.
Aus der EP 1 310 942 A2 ist eine Sensoranordnung bekannt, die ein Gehäuse aus einem geschäumten Material aufweist, das nach dem Schäumen spanend bearbeitet wird und in dem eine Ausnehmung ausgebildet wird, in die ein Sensorelement eingesetzt wird.
Aus der DE 199 44 383 A1 ist ein Gehäuse für elektrische oder elektronische Vorrichtungen oder Bauteile aus einem Formteil aus thermoplastischem Kunststoff bekannt, das im Mehrkomponentenspritzgussverfahren hergestellt ist. An ausgewählten Stellen auf seiner Oberfläche weist das Gehäuse elektrische Leiterbahnen mit an vorbestimmten Stellen angebrachten Kontaktstiften auf.
Aus der DE 28 52 146 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Teilen aus Kunststoff bekannt, deren Außenkontur durch Warmverformen einer thermoplastischen Kunststofffolie hergestellt und diese mit einem tragenden Hartschaumkunststoff hinterschäumt werden.
Aus der DE 102 28 428 A1 ist ein Sensor mit einem spritzgegossenen Kunststoffgehäuse bekannt, in das ein Sensorkörper eingesetzt ist, wobei eine Öffnung des Kunststoffgehäuses von einer in das Gehäuse einspritzten Metallmembran verschlossen ist.
Aus der WO 99/46528 A1 ist ein Magnetventil mit einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung bekannt, die ein als Tiefziehteil ausgebildetes Gehäuse aus Blech besitzt.
Aus der DE 1 959 860 A ist ein Schutzbecher aus einem federelastischen Werkstoff zur Aufnahme eines mit einer Anschlussleiste verdrahteten Übertragers bekannt.
Aus der EP 288 728 B2 ist ein Verfahren zur Herstellung von topfförmigen Formteilen aus thermoverformbaren Kunststofffolien bekannt, bei der die erwärmte Kunststofffolie mittels eines Stempels in eine Tiefziehform eingebracht und durch Einführen von Pressgas oder Pressluft in die Topföffnung die noch warme Kunststofffolie gegen die Wand der Tiefziehform gepresst wird.
Aus der DE 44 01 489 A1 ist ein Drehzahlgeber mit einem starren topfförmigen Gehäuse bekannt, in das eine Sensorbaugruppe eingesetzt ist.
Aus der DE 198 28 598 C2 ist eine Rotationserfassungseinrichtung mit einem Kunststoffgehäuse bekannt, in das ein Sensorelement eingespritzt ist und in dem eine durch einen Deckel verschließbare Kammer zur Aufnahme einer Signalverarbeitungsschaltung ausgebildet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Sensoranordnung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Sensoranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, wobei das topfartige Gehäuse einfach herstellbar und bei geringem Materialaufwand stabil ist.
Der erste Teil dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sensorbaugruppe von der Tiefziehfolie durch Unterdruckbeaufschlagung der Topföffnung des Gehäuses bei erhitzter Tiefziehfolie und anschließendem Erkalten der Tiefziehfolie weitgehend spielfrei umschlossen ist.
Da die Tiefziehfolie die Sensorbaugruppe weitgehend spielfrei umschließt, erhält das topfartige Gehäuse seine Stabilität von der Sensorbaugruppe. Damit muss das topfartige Gehäuse keine eigene, durch die Wandstärke erzeugte Stabilität aufweisen und kann daher sehr dünn ausgeführt werden. Wandstärken in der Größenordnung von 0,1 mm bis 0,2 mm sind durchaus ausreichend, da nur noch eine Schutzfunktion erfüllt werden muss.
Da die Außenkontur des topfartigen Gehäuses nur um die Wandstärke der Tiefziehfolie größer ist als die Außenkontur der Sensorbaugruppe, werden die äußeren Abmessungen der Sensoranordnung sehr gering gehalten.
Der nur gering erforderliche Materialaufwand für das topfartige Gehäuse reduziert die dafür nötigen Kosten.
Anstatt nur die Sensorbaugruppe von der Tiefziehfolie zu umschließen können nach außen mündende Hohlräume in der Sensorbaugruppe und/oder Hohlräume zwischen der Sensorbaugruppe und der Wand des topfartigen Gehäuses von einer Vergussmasse gefüllt sein und die Sensorbaugruppe sowie die Vergussmasse von der Tiefziehfolie durch Unterdruckbeaufschlagung der Topföffnung des Gehäuses bei erhitzter Tiefziehfolie und anschließendem Erkalten der Tiefziehfolie mit zumindest weitgehend spielfreier Anlage umschlossen sein.
Dies vermeidet, dass die Wandstärke der Tiefziehfolie an größeren nach außen mündenden Hohlräumen der Sensorbaugruppe zu sehr reduziert wird.
Das Mündungsende des topfartigen Gehäuses kann von einem Kontaktanschlussteil verschlossen sein, das mit der Sensorbaugruppe fest verbindbar ist.
Die Sensorbaugruppe kann einen Spulenträger besitzen, auf dem eine Spule sowie ein Dauermagnet und ein eine koaxiale Öffnung der Spule durchragender Bolzen aus einem magnetisch leitfähigen Werkstoff angeordnet ist, dessen dem Dauermagnet abgewandte Stirnseite zum Boden des topfartigen Gehäuses gerichtet ist.
Es ist aber auch möglich, dass die Sensorbaugruppe einen Träger aufweist, an dessen zum Boden des topfartigen Gehäuses gerichtetem Endbereich ein Hallchip angeordnet ist.
Der zweite Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einem ersten Schritt eine ebene Tiefziehfolie erhitzt und in einer unterdruckbeaufschlagten Form zu einem topfartigen Gehäuse tiefgezogen wird, dass in einem zweiten Schritt die vormontierte Sensorbaugruppe in das Innere des topfartigen Gehäuses eingeführt und in einem dritten Schritt der Innenraum des topfartigen Gehäuses derart unterdruckbeaufschlagt wird, dass sich die noch erhitzte Wand des Gehäuses an der Sensorbaugruppe anlegt und dann erkaltet.
Dabei können zusätzlich zwischen dem zweiten Schritt und dem dritten Schritt in einem weiteren Schritt die nach außen mündenden Hohlräume in der Sensorbaugruppe und/oder die Hohlräume zwischen der Sensorbaugruppe und der Wand des Gehäuses mit einer Vergussmasse gefüllt werden und im dritten Schritt sich die noch erhitzte Wand des Gehäuses an der Sensorbaugruppe und der Vergussmasse anlegen und dann erkalten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschreiben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Drehzahlgeber im Querschnitt.
Der dargestellte Drehzahlgeber ist ein Induktivdrehzahler z. B. für eine Antiblockier-Bremsanlage in einem Kraftfahrzeug.
Er besitzt eine Sensorbaugruppe mit einem Träger 1 aus Kunststoff, der in seinem einen Endbereich als Spulenträger 2 ausgebildet ist, auf den eine Spule 3 gewickelt ist.
Den Träger 1 durchzieht koaxial eine Stufenbohrung 4, in deren von der Spule 3 umschlossenen Bereich ein Bolzen 5 aus einem magnetisch leitfähigen Werkstoff mit Presspassung angeordnet ist.
Das eine stirnseitige Ende des Bolzens 5 schließt bündig mit dem einen Ende des Spulenträgers 2 ab. Das andere stirnseitige Ende des Bolzens 5 liegt an einem ebenfalls in der Stufenbohrung 4 angeordneten Dauermagnet 6 an, der axial magnetisiert ist.
An seinem der Spule 3 entgegen gesetzten Endbereich ist der Träger 1 an seiner Außenkontur stufenartig erweitert und besitzt an dem Übergang zu der Erweiterung 7 eine Ringschulter 8.
Der Träger 1 ist bis zu der Ringschulter 8 in ein topfartiges Gehäuse 9 eingesetzt, dessen Mündungsbereich einen radial nach außen gerichteten Ringflansch 10 besitzt, der an der Ringschulter 8 in Anlage ist.
Der Zwischenraum 11 zwischen der Außenkontur der Sensorbaugruppe und der Innenwand des topfartigen Gehäuses 9 ist mit einer Vergussmasse 12 gefüllt.
Das Gehäuse 9 besteht aus einer Tiefziehfolie aus Kunststoff mit einer Wandstärke von 0,1 mm. Nach dem Herstellen des topfartigen Gehäuses 9 und dem Einführen der Sensorbaugruppe bis zur Anlage des Ringflansches 10 an der Ringschulter 8 und dem Füllen mit der Vergussmasse 12, wurde bei noch erhitzter Tiefziehfolie die Topföffnung 13 des Gehäuses 9 mit Unterdruck beaufschlagt, so dass sich die Tiefziehfolie spielfrei an der Sensorbaugruppe bzw. der Vergussmasse anlegt und dann erkaltet sowie erhärtet.
Anschließend wurde der der Spule 3 entgegen gesetzter Endbereich der Sensorbaugruppe einschließlich des Bereichs der Ringschulter 8 in eine Spritzgießform eingelegt und mit einem Kontaktanschlussteil 14 umspritzt, das einen Steckanschluss 15 mit zwei Steckkontakten 16 aufweist, zu denen die nicht dargestellten Spulenenden der Spule 3 führen.

1: Träger
2: Spulenträger
3: Spule
4: Stufenbohrung
5: Bolzen
6: Dauermagnet
7: Erweiterung
8: Ringschulter
9: Gehäuse
10: Ringflansch
11: Zwischenraum
12: Vergußmasse
13: Topföffnung
14: Kontaktanschlußteil
15: Steckanschluß
16: Steckkontakt

Claims

Sensoranordnung, insbesondere Drehzahlgeber mit einem einseitig durch einen Boden verschlossenen topfartigen Gehäuse aus einem Kunststoff, in dessen Topföffnung eine Sensorbaugruppe angeordnet ist, das topfartige Gehäuse aus einer Tiefziehfolie besteht, in die die Sensorbaugruppe eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe von der Tiefziehfolie durch Unterdruckbeaufschlagung der Topföffnung (13) des Gehäuses (9) bei erhitzter Tiefziehfolie und anschließendem Erkalten der Tiefziehfolie weitgehend spielfrei umschlossen ist.
Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach außen mündende Hohlräume in der Sensorbaugruppe und/oder Hohlräume zwischen der Sensorbaugruppe und der Wand des topfartigen Gehäuses (9) von einer Vergussmasse (12) gefüllt sind und die Sensorbaugruppe sowie die Vergussmasse (12) von der Tiefziehfolie durch Unterdruckbeaufschlagung der Topföffnung (13) des Gehäuses (9) bei erhitzter Tiefziehfolie und anschließendem Erkalten der Tiefziehfolie mit zumindest weitgehend spielfreier Anlage umschlossen ist.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mündungsende des topfartigen Gehäuses (9) von einem Kontaktanschlussteil (14) verschlossen ist.
Sensoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe einen Spulenträger (2) besitzt, auf dem eine Spule (3) sowie ein Dauermagnet (6) und ein eine koaxiale Öffnung der Spule (3) durchragender Bolzen (5) aus einem magnetisch leitfähigen Werkstoff angeordnet ist, dessen dem Dauermagnet (6) abgewandte Stirnseite zum Boden des topfartigen Gehäuses (9) gerichtet ist.
Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorbaugruppe einen Träger aufweist, an dessen zum Boden des topfartigen Gehäuses gerichtetem Endbereich ein Hallchip angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Sensorbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt eine ebene Tiefziehfolie erhitzt und in einer unterdruckbeaufschlagten Form zu einem topfartigen Gehäuse (9) tiefgezogen wird, dass in einem zweiten Schritt die vormontierte Sensorbaugruppe in das Innere des topfartigen Gehäuses (9) eingeführt und in einem dritten Schritt der Innenraum des topfartigen Gehäuses (9) derart unterdruckbeaufschlagt wird, dass sich die noch erhitzte Wand des Gehäuses (9) an der Sensorbaugruppe anlegt und dann erkaltet.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Schritt und dem dritten Schritt in einem weiteren Schritt die nach außen mündenden Hohlräume in der Sensorbaugruppe und/oder die Hohlräume zwischen der Sensorbaugruppe und der Wand des Gehäuses (9) mit einer Vergussmasse (12) gefüllt werden und im dritten Schritt sich die noch erhitzte Wand des Gehäuses (9) an der Sensorbaugruppe und der Vergussmasse (12) anlegt und dann erkaltet.