DE102007045535A1

DE102007045535A1 - Winkelsensor

Info

Publication number: DE102007045535A1
Application number: DE102007045535A
Authority: DE
Inventors: Klaus Manfred Steinich
Original assignee: ASM Automation Sensorik Messtechnik GmbH
Current assignee: ASM Automation Sensorik Messtechnik GmbH
Priority date: 2007-09-24
Filing date: 2007-09-24
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: DE102007045535B4; DE202007018944U1; US20090079423A1; US8274275B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Winkelsensor, der ohne umgebendes schützendes Gehäuse lediglich durch einen Vergusskörper geschützt wird.

Description

I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft einen Winkelsensor, der auf einen magnetischen Geber reagiert.
II. Technischer Hintergrund
Bei derartigen Winkelsensoren erfolgt die Drehwinkelübertragung zwischen dem Geber, also dem Magneten, und dem Sensorelement im Winkelsensor, der meist in Form eines elektronischen Chips (IC) ausgebildet ist, ausschließlich über Magnet-Feldlinien und vor allem ohne mechanische Kopplung, so dass das Sensorelement und insbesondere der gesamte Winkelsensor vollständig gekapselt in einem eigenen Raum untergebracht werden kann, sofern dabei sichergestellt wird, dass das Magnetfeld des Gebermagneten in diesem Raum bis zum Sensorelement vordringen kann.
Als Sensorelement werden dabei nach dem Hall-Prinzip oder dem magnetoresistiven Prinzip arbeitende Elemente eingesetzt.
Im Stand der Technik sind Winkelsensoren bekannt, bei denen sowohl das Sensorelement in Form eines ICs weitere elektronische Bauelemente, die der Auswertung der Signale des ICs dienen, gemeinsam auf einer Platine untergebracht sind und diese gesamte Schaltung in einem umgebenden Gehäuse untergebracht ist.
Abhängig vom Anwendungsfall, also den dort herrschenden Umgebungsbedingungen, müssen dabei unterschiedliche, zum Teil konträre, Zielsetzungen eingehalten werden:

– Einerseits soll das Gehäuse mechanisch möglichst stabil ausgeführt sein und deshalb beispielsweise aus Metall bestehen,
– andererseits muss das Gehäuse gegen Fremdeinwirkungen von Magnetfeldern, die nicht vom Gebermagneten stammen, abschirmen, wobei eine magnetische Abschirmung aus Eisen zu bevorzugen ist, und
– der Winkelsensor soll möglichst preisgünstig herstellbar sein und in diesem Zusammenhang möglichst einfach aufgebaut sein.
– Des weiteren muss die Elektronik gegen Eindringen von Feuchtigkeit geschützt werden, die mittelfristig immer zu einem Defekt des Sensorelementes führen würde. Dabei ist die größere Gefahr meist nicht schwallartig auftretende Feuchtigkeit, sondern langsam aufgrund von Kapillarwirkung, beispielsweise durch die Litzen der an der Elektronik angeschlossenen und nach außen führenden Kabel eindringende Feuchtigkeit, das so genannte Längswasser.

In diesem Spannungsfeld gibt es auf dem Markt derzeit zwei unterschiedliche Bauformen:
Zum einen Winkelsensoren, bei denen die gesamte Elektronik in einem meist topfförmigen metallenen Gehäuse sowohl mechanisch gut geschützt ist als auch gegen eindringende Feuchtigkeit gut geschützt ist, wobei jedoch das metallene Gehäuse und dessen Abdichtung einen hohen Herstellungsaufwand und damit hohe Kosten nach sich zieht.
Den Gegensatz dazu stellt ein Winkelsensor dar, bei dem die Elektronik unmittelbar auf derjenigen Platine aufgebracht ist, die am Einsatzort verschraubt wird, und die Elektronik lediglich durch eine ausgerastete Kunststoffkappe grob gegen me chanische Beschädigung geschützt ist jedoch keinerlei Feuchtigkeitsabdichtung besitzt.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, einen Winkelsensor sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zur Verfügung zu stellen, der einfach und kostengünstig herzustellen ist und dennoch einen ausreichenden Schutz sowohl gegen mechanische Beschädigung als auch Eindringen von Feuchtigkeit zu bieten, ohne den aufwändigen Weg eines separaten Gehäuses zu wählen.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 33 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Dadurch, dass die elektronische Schaltung des Winkelsensors einschließlich des Sensorelementes auf der Trägerplatine von einem Vergusskörper vollständig umschlossen ist und darüber hinaus kein die Schaltung umgebendes Gehäuse vorhanden ist – abgesehen von dem meist nur einseitigen Trägerkörper, der in der Regel nur eine Trägerplatte ist, zum Befestigen an der Umgebung – ist die Herstellung sehr kostengünstig, da weder Herstellkosten noch betreffend ein den Formkörper umgebendes Gehäuse anfallen.
Selbst die Befestigung der Platine an dem Trägerkörper bzw. der Trägerplatte – sofern es sich dabei um separate Bauteile handelt – kann mit Hilfe des Vergusskörpers erfolgen, und damit im gleichen Arbeitsschritt bewirkt werden in der die Schaltung vergossen wird.
Dennoch bietet dieser Vergusskörper Dichtigkeit gegen das Eindringen von Schmutz und vor allem Feuchtigkeit, und darüber hinaus einen ausreichenden mechanischen Schutz für die Schaltung des Winkelsensors und vor allem das Sensorelement selbst, indem es sich bei dem Vergusskörper um einen Körper aus ausgehärteter Vergussmasse handelt, die im ausgehärtetem Zustand ausreichend stabil ist, was insbesondere durch einen zweilagigen Verguss mit einer äußeren, harten Schicht erzielt werden kann.
Während der an der entsprechenden Platine haftende Vergusskörper ein Eindringen von vor allem Feuchtigkeit zwischen Vergusskörper und Platine zuverlässig verhindert, muss das Eindringen von Feuchtigkeit durch das zum Winkelsensor hineinführende Kabel separat durch eine Längswassersperre in der Kabelzuführung unterbunden werden, die vorzugsweise ebenfalls innerhalb des Vergusskörpers angeordnet wird und mit Hilfe des Vergusskörpers realisiert wird.
Eine solche Längswassersperre besteht darin, dass das kapillare Weiterleiten zwischen den Litzendrähten einer Litze bis zur Schaltung dadurch verhindert wird, indem die Litze über eine ausreichende Länge abisoliert und verzinnt wird, wodurch das Lötzinn auch in die Zwischenräume zwischen die einzelnen Litzendrähte vordringt und dadurch ein geschlossener Querschnitt entsteht.
In der Längsfuge zwischen Aderisolierung und Litzendrähten kann das Wasser zwar vorwärts kriechen, jedoch am Austritt aus der Aderisolierung an deren Ende nicht weiter zur Schaltung vordringen, wenn sich dieses Ende entweder noch außerhalb des Vergusskörpers befindet – was jedoch für einen Berührungsschutz der dann blanken Litzen nicht zulässig ist – oder im Vergusskörper mit eingegossen ist und dadurch keine weiteren Kapillarwege für das Wasser zur Verfügung stehen.
Gleiches gilt auch für das zwischen Kabelmantel und den einzelnen Aderisolierungen vorwärtskriechende Wasser.
Um ein zuverlässiges Verhaften des Vergusskörpers entsprechenden Platine, insbesondere der Leiterplatte, und damit eine Feuchtigkeitsdichtigkeit zu gewährleisten, ist weiterhin vorgesehen, dass die Platine zumindest in einem umlaufenden geschlossenen, insbesondere kreisringförmige Ringbereich um die Schaltung herum nicht mit Metall oder einem anderen schlecht haftenden Stoff beschichtet ist, sondern der Ringbereich unbehandelt mit einer eventuell sogar zusätzlich aufgerauten Oberfläche des Kunststoffes der Leiterplatte ausgestattet ist und dieser Ringbereich von dem Vergusskörper ebenfalls überdeckt ist. An diesem Oberflächenbereich findet eine sehr innige Verhaftung ggf. Verbindung des Vergusskörpers mit dem Material der Platine statt, die ein Vorwärtskriechen von Feuchtigkeit zur Schaltung verhindert.
Dies wird weiter verbessert, wenn in diesem Ringbereich eine ringförmig die Schaltung umgebende Rinne eingearbeitet ist, die das Verhaften des Materials des Vergusskörpers zum einen verbessert und darüber hinaus die potentielle radiale Kriechstrecke für Feuchtigkeit zur Schaltung hin verlängert.
Diese Maßnahmen sind sinnvoll, denn dort, wo der Vergusskörper auf der metallisierten Oberfläche der Platine aufliegt, ist wegen der glatten Oberfläche der metallisierten Flächen auf Dauer eine durchgängig dichte Haftung am Vergusskörper wesentlich schwerer zu erreichen.
Der Vergusskörper soll jedoch darüber hinaus auch mechanisch ausreichend fest mit der entsprechenden Platine verbunden sein, um durch Stöße, Vibrationen und ähnliches nicht leicht gelöst werden zu können. Hierfür dient vor allem eine zusätzliche formschlüssige Befestigung des Vergusskörpers an der Platine.
Wenn Leiterplatte und Trägerkörper, insbesondere Trägerplatte, unterschiedliche Elemente sind, wird dies erreicht, indem der Vergusskörper die Leiterplatte samt der Schaltung allseitig umschließt und zusätzlich auf der Oberseite des Trägerkörpers, insbesondere der Trägerplatte, aufsetzt und mit dieser verhaftet ist. Zum einen kann dadurch eine weitere mechanische Befestigung zwischen Leiterplatte und Trägerplatte wie etwa eine Verschraubung ggf. ganz eingespart werden, zum anderen bedingt das Umgreifen den Leiterplatte auch ein mechanisch formschlüssiges Verhaken. In diesen Fällen wird die Trägerplatte vorzugsweise aus Metallblech bestehen.
Wenn die Trägerplatte jedoch gleichzeitig die Leiterplatte ist, besteht sie in der Regel aus einem Kern aus nicht leitendem Kunststoff, beispielsweise GFK, welches zur Ausbildung als Leiterplatte wenigstens auf der Oberseite metallisch leitend beschichtet ist, in der Regel mit Kupfer. Zusätzlich ist die Kupferschicht mit einer korrosionsbeständigeren Metallschicht aus Zink, Silber oder Gold bedeckt oder galvanisiert, und dies vorzugsweise nicht nur in den Bereichen, in denen sie Leiterbahnen für die Schaltung zur Verfügung stellen muss, sondern auch in dem gesamten außerhalb des Vergusskörpers liegenden Bereich dieser kombinierten Träger/Leiterplatte, also sowohl Oberseite und Unterseite als auch den Schmalseiten und sogar den Innenflanken von Befestigungsbohrungen, um das Vordringen von Feuchtigkeit in das Kunststoffmaterial der Platte hinein zu verhindern.
Der Vergusskörper umgreift zur formschlüssigen Verbindung mit dieser kombinierten Träger/Leiterplatte Teile des Außenumfanges dieser Platte auf den Schmalseiten und vorzugsweise sind die Schmalseiten in diesem umgriffenen Bereich mit einer konvex nach außen gekrümmten Querschnittskontur ausgestattet, deren höchster Punkt von dem Vergusskörper übergriffen wird, beispielsweise indem der auf der Oberseite sitzende Vergusskörper über die Schmalseitenbereichen in bis zur Unterseite reicht.
Des weiteren und/oder ergänzend hierzu sind im Bereich des Vergusskörpers in der kombinierten Träger/Leiterplatte Verankerungsbohrungen vorhanden, die diese Platte von der Oberseite zur Unterseite durchdringen, und in die der Vergusskörper hineinreicht und diese vorzugsweise vollständig ausfüllt. Vor allem wenn diese Verankerungsbohrungen nicht parallel zur Querrichtung der Plattenebene sondern schräg hierzu ausgeführt sind oder sich zu der vom Vergusskörper abgewandten Seite hin erweitern, findet darin ein formschlüssiges Verhaften des Vergusskörpers statt.
Der nicht metallisch beschichtete Ringbereich, der der verbesserten Anhaftung des Vergusskörpers dient, wird gleichzeitig als Sperre benutzt. Über diesen hinweg werden die abisolierten und verzinnten Litzen z. B. der zuführenden elektrischen Adern im Vergusskörper eingegossen, und zwar vorzugsweise bogenförmig über diesen Ringbereich hinweg gekrümmt, um die potentielle Kriechstrecke zu vergrößern.
Die verzinnte Litze oder der massive Draht, der über den nicht beschichteten Ringbereich der Platine radial hinwegführt, kann der Litzendraht des zuführenden Kabels sein oder eine separate Litze. Vorzugsweise erfolgt jedoch auch bei Verwendung des Litzendrahtes der zuführenden Adern bzw. des Kabels zusätzliche eine Verlötung außerhalb des Ringbereiches auf der Platine, was der zusätzlichen Zugentlastung dient, indem dieser Lötpunkt vom Vergusskörper mit eingegossen ist und daran dicht anhaftet, sowie er an allen Elementen der Schaltung und allen Kontaktflächen mit der Platine dicht anhaftet, bedingt durch dass Vergießen im klebfähigen Zustand der Vergussmasse.
Die abisolierten Bereiche des Litzendrahtes des zuführenden Kabels können beim Vergießen vorzugsweise durch nicht leitende Abstandshalter aus Kunststoff an einem gegenseitigen Kontakt gehindert werden.
Da das Sensorelement dieses Sensors auf magnetische Feldlinien reagiert, sollen magnetische Fremdfelder außer denen des Gebermagneten nach Möglichkeit nicht zum Sensorelement vordringen können, weshalb vorzugsweise eine magnetische Abschirmung bei diesem Winkelsensor vorgesehen wird. Zu diesem Zweck besteht entweder die Trägerplatte selbst aus einem magnetisch leitfähigen Material oder weist eine solche Schicht auf, oder z. B. auf ihrer Rückseite ist eine separate Platte aus einem solchen magnetisch leitfähigen Material wie etwa Weicheisen, Ferrit oder Nickel, angeordnet.
Diese Schirmplatte deckt in der Aufsicht betrachtet wenigstens den Bereich der Schaltung des Winkelsensors einschließlich des Sensorelementes ab.
Zum mechanischen Befestigen weist diese Schirmplatte vorzugsweise Gewindedurchzüge auf, die in die Befestigungsbohrungen der Trägerplatte, die sich dort außerhalb des Vergusskörpers befinden und vorzugsweise als bogenförmig um das Sensorelement ausgerichteten Langlöcher ausgeführt sind, hinein passen.
Dadurch, dass die Gewindedurchzüge eine Länge aufweisen, die mindestens der Dicke der Trägerplatte entsprechen, sitzen Befestigungsschrauben dann auf den Gewindedurchzügen und nicht auf der Trägerplatte auf, wodurch die metallische Beschichtung der Trägerplatte nicht zerstört werden kann durch das Festziehen der Befestigungsschrauben.
Indem die Durchzüge nicht als Langlöcher ausgebildet, sind können sie entlang der Langlöcher in der Trägerplatte verschoben und positioniert werden, ohne dass sie seitlich über die Trägerplatte in der Aufsicht betrachtet vorstehen.
Für die noch bessere magnetische Abschirmung auch von vorne kann der Vergusskörper mehrschichtig ausgebildet sein mit einer inneren Schicht, die mit der Schaltung in Kontakt steht und einer äußeren Schicht, die durch Zuschlagstoffe oder einen aufgenommen Festkörper magnetisch leitfähig ist und insbesondere mit der Beschichtung der Trägerplatte bzw. Träger/Leiterplatte außerhalb des nicht beschichteten Ringbereiches in Kontakt steht und damit auch von der Vorderseite her das Sensorelement magnetisch abschirmt. Lediglich genau im Bereich oberhalb des Sensorelementes ist diese Abschirmung nicht vorhanden, also insbesondere diese zweite Schicht des Vergusskörpers nicht vorhanden.
Ein zweischichtiger Verguss kann auch dazu benutzt werden, um die innere Schicht des Vergusses auch im ausgehärteten Zustand elastisch zu belassen und dadurch Spannungen gegenüber den Bauteilen der Schaltung z. B. bei Temperaturdehnungen zu minimieren.
Eine solche magnetische Abschirmung soll eine hohe Permeabilität μ von mindestens 100, besser mindestens 1.000, noch besser mindestens 50.000 besitzen und möglichst nah am Sensorelement angeordnet sein, insbesondere näher als 6 mm.
Das Material, durch welches die Abschirmung bewirkt wird, soll eine koerzitiv-Feldstärke Hc von weniger als 5 A/cm, besser weniger als 0,5 A/cm, besser weniger als 0,05 A/cm aufweisen, und kann auch aus kunststoffgebundenen Ferrit, Hartferrit oder Nanokristallen Eisen bestehen. Bei einer mehrlagigen Ausbildung der Abschirmung kann insbesondere die eine Lage eine besonders hohe Permeabilität und die andere Lage eine besonders niedrige Remanenz aufweisen.
Der erfindungsgemäße Winkelsensor ist vorzugsweise flach und plattenförmig gestaltet, wobei das in der Regel als Chip ausgeführtes Sensorelement parallel zur Hauptebene des plattenförmigen Winkelsensors angeordnet ist, vorzugsweise auf der vorderen Stirnfläche einer Parallele zur Hauptebenen des Sensors liegenden Platine. Die Platine trägt neben dem Sensorelement auch die Auswerteelektronik für die Signale des Sensorelements und insbesondere einen Sender zur drahtlosen Weiterleitung dieser Signale der Auswerteelektronik an die Umgebung.
Die Auswerteelektronik ist vorzugsweise im komplett fertig montierten Zustand noch programmierbar, insbesondere entweder über wenigstens einen zusätzlichen elektrischen Leiter im Kabel oder auch drahtlos mittels Funk oder optischen Signalen, oder indem über die ansonsten vorhandenen zuführenden elektrischen Leiter durch Übergang in einen Programmiermodus eine Programmierung durchgeführt wird. Indem der Vergusskörper aus durchsichtigem Material besteht und die Schaltung insbesondere Leuchtdioden oder andere optische erkennbare und schaltbare Elemente umfasst, kann von außen sowohl die Funktion des Winkelsensor als auch ggf. dessen Programmierzustand jederzeit erkannt werden.
Ein solcher Winkelsensor wird hergestellt, indem er bis zum Funktionszustand mehrfach nebeneinander, also mit vielen Winkelsensoren nebeneinander, auf einem großen Nutzen funktionsfähig hergestellt und geprüft wird.
Das Umspritzen erfolgt dann entweder für jeden einzelnen Sensor nach dem Heraustrennen der einzelnen Winkelsensoren aus dem Nutzen oder für mehrere noch miteinander verbundene Winkelsensoren entweder des gesamten Nutzens oder eines Teilbereiches des Nutzens, beispielsweise eines Streifens von nebeneinander liegenden und noch miteinander verbunden Platinen von Winkelsensoren, was den Zeitaufwand für das Vergießen reduziert, jedoch können dann die späteren Trennstellen der Platinen nicht mit umspritzt werden.
Um bei der Montage später die Ausrichtung des Gebermagneten auf das Sensorelement im Winkelsensor zu erleichtern, kann auf der Oberseite des Vergusskörpers eine Markierung für die Sensormitte, insbesondere in Form einer Vertiefung oder eines Vorsprunges am Vergusskörper, vorhanden sein. Vorzugsweise weist auch der Gebermagnet selbst eine solche Markierung auf.
Für die Montage sollen Gebermagnet und Sensorelement möglichst nah gegeneinander angenähert werden, sich jedoch nicht gegenseitig berühren. Aus diesem Grund ist eine Markierung in Form eines Vorsprunges – sei es auf der Seite des Gebermagneten oder des Winkelsensors – vorzugsweise entfernbar gestaltet, beispielsweise aus dem jeweiligen tragenden Bauteil herausnehmbar.
c) Ausführungsbeispiele
Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
1: eine erste Bauform des Winkelsensors,
2: eine Detaildarstellung der Längswassersperre,
3: eine Ausführungsform ohne Befestigungsbohrung,
4: eine Ausführungsform mit separater Leiterplatte 1, und
5: eine Darstellung des Winkelsensors 0 zusammen mit einem Gebermagneten 22.
In 1 ist die Trägerplatte 9, die der mechanischen Stabilität und der Verbindung an einem Bauteil der Umgebung dient, gleichzeitig die Leiterplatte 1, so dass in diesem Fall von einer kombinierten Träger/Leiterplatte 9/1 gesprochen wird.
Diese kombinierte Platte 9/1 besteht aus einem mechanisch stabilen, elektrisch nicht leitenden Kern, wie beispielsweise Glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) und ist an ihrer Außenfläche großenteils elektrisch leitend beschichtet, meist verkupfert, und diese Schicht wiederum von einer Korrosionsschutzschicht (galvanisiert, Zinkschicht oder Goldschicht) bedeckt, was in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
Die auf diese Weise ebenfalls teilweise beschichtete Oberseite 9a der kombinierten Platte 9/1 dient dann als Leiterplatte 1: Zu diesem Zweck ist der Bereich der Oberseite 9a, in dem zur Verwirklichung der elektrischen Schaltung Bauteile 4 auf der Leiterplatte 1 aufgebracht werden müssen, die Beschichtung nur in Form von Leiterbahnen und Lötstellen vorhanden entsprechend dem vorher erstellten Design der Schaltung, und dieser Schaltungsbereich ist von einem auf der Oberseite 9a ringförmig geschlossen umlaufenden Ringbereich 21 umgeben, indem keine elektrisch leitende Beschichtung auf dem Kern aus nicht leitendem Kunststoff vorliegt.
Dieser Rinnbereich 21 dient somit der elektrischen Isolierung des als Leiterplatte 1 dienenden Schaltungsbereiches vom Rest der außerhalb des Schaltungsbereiches liegenden elektrisch leitfähigen Beschichtung. Außerhalb des nicht beschichteten Ringbereiches 21' steht die kombinierte Platte 9/1 radial vor, in diesem Fall in zwei einander gegenüberliegenden Richtungen, um dort an einem Bauteil der Umgebung befestigt werden zu können, im vorliegenden Fall durch Befestigungsbohrungen 6, die hier als bogenförmig um die Mitte der kombinierten Platte 9/1 herum ausgeführte Langlöcher 18, die die kombinierte Platte 9/1 durchdringen, ausgeführt sind.
1a zeigt, wie auf der Oberseite 9a die Bauteile 4 der Schaltung und unter anderem das Sensorelement 5 in Form eines ICs aufgebracht und elektrisch leitend mit den Leiterbahnen im Schaltungsbereich auf der Oberseite 9a verbunden sind.
Die Schaltung auf der Oberseite 9a ist ferner geschützt sowohl gegen Eindringen von Feuchtigkeit und Staub als auch gegen mechanische Beschädigungen durch Verguss mit einer in der Vergussform aushärtenden Vergussmasse, die anschließend einen Vergusskörper 3 bildet. Dieser Vergusskörper 3 umschließt die gesamte Schaltung, also alle Bauteile 4 einschließlich des Sensorelementes 5 der Schaltung und sitzt dicht auf der Oberfläche 9a der kombinierten Platte 9/1 auf, wobei sie den Bereich der Schaltung überdeckt und auch den nicht elektrisch leitend beschichteten Ringbereich 21' und überdeckt vorzugsweise auch noch den außerhalb des Ringbereichs 21' liegenden, elektrisch leitend beschichteten Bereich.
Da die Vergussmasse auf der elektrisch leiten den Beschichtung relativ schlecht haftet, ist vorgesehen, über die kraftschlüssige Haftung an dem nicht beschichteten Ringbereich 21 hinaus auch eine formschlüssige Verbindung des Vergusskörpers 3 mit der kombinierten Platte 9/1, insbesondere deren nicht leitendem Kern, zu erreichen. Dies wird im vorliegenden Fall durch die Kombination zweier Maßnahmen erreicht:
Zum einen sind Verankerungsbohrungen 17, die die Platte 9/1 durchdringen, innerhalb des vom dem Vergusskörper 3 abgedeckten Bereiches angeordnet, vorzugsweise innerhalb des nicht beschichteten Ringbereiches 21. Die Innenumfangsflächen dieser Bohrungen 6 sind vorzugsweise ebenfalls nicht metallisch beschichtet, so dass sich das Vergussmaterial in den relativ rauen Bohrungswänden formschlüssig verhaken kann, so wie auch die nicht beschichtete Oberfläche 9a z. B. im Ringbereich 21' relativ rau ist, dort jedoch die Unebenheiten keinen Kraftschluss in Abheberichtung, also quer zur Plattenebene 30, ergeben.
Vor allem aber wird in den Befestigungsbohrungen 6 ein Kraftschluss dadurch erreicht, dass diese Bohrungen sich entweder – wie in 1a in der linken Hälfte dargestellt – zur Unterseite 9b der Platte 9/1 konusförmig erweitern, oder – wie in der rechten Bildhälfte dargestellt – schräg zur Querrichtung 31 bezüglich der Plattenebene 30 verlaufen.
Dadurch, dass diese Bohrungen vorzugsweise bis zur Unterseite 9b mit Vergussmasse gefüllt sind, ergibt sich ein formschlüssiges Verhaften in den Befestigungsbohrungen 6.
Des Weiteren umschließt der Vergusskörper 3 – wie in 1c im Detail im Schnitt dargestellt – einen Teil der Schmalseiten 9c der kombinierten Platte 9/1, die in diesem Fall eine etwa rechteckige Form besitzt.
Indem der Vergusskörper 3 in der Aufsicht betrachtet eine runde Form besitzt, deren Durchmesser größer ist als die Breite der Platte 9/1, ragt der zentrisch angeordnete Vergusskörper 3 seitlich über die Platte 9/1 hinaus, und da er sich in der Höhe, also in Querrichtung 31 betrachtet, bis zur Unterseite 9b der Vergussplatte 9/1 erstreckt, umgreift er die Schmalseite 9c im mittleren Bereich der langen Schmalseite.
Dort ist diese Schmalseite 9c jedoch zum einen nicht wie die restlichen Schmalseiten elektrisch leitend, metallisch beschichtet, sondern ohne Beschichtung, und zusätzlich weist die Schmalseite 9c eine konvexe Wölbung nach außen, hier in Form eines Steges 28, auf.
Dies ergibt sich beispielsweise deshalb, weil bei der Herstellung der einzelnen Platten in diesem schmalseitigen Bereich die einzelnen Platten 9/1 bei der Herstellung noch mit einander verbunden waren, und erst nach der Kontur 9/1 und deren elektrisch leitenden Beschichtung hier abgetrennt wurden mittels eines Messer oder eines Fräsers durch z. B. beidseitiges Einschneiden und anschließendes brechen, wodurch der Steg 28 entsteht.
Dieser Steg 28 wird somit vom Vergusskörper 3 formschlüssig von oben nach unten außen umgreifen und zusätzlich haftet dort der Vergusskörper 3 an der nicht beschichteten Oberfläche des Steges auch kraftschlüssig sehr gut.
Da das Sensorelement 5 auf Magnetfelder reagieren soll, die von einem gegenüberliegenden Gebermagnet (der lediglich in 5 dargestellt ist) erwartet werden, soll das Sensorelement in Anwendungsfällen, bei denen magnetische Fremdfelder ebenfalls vorhanden sind, gegen diese magnetischen Fremdfelder abgeschirmt werden durch ein magnetisch leitendes Material.
Bei der Bauform der 1 kann dies auf einfache Art und Weise erreicht werden, indem vor dem Verschrauben des Winkelsensors 2 eine Schirmplatte 9' aus einem solchen magnetisch leitenden Material untergelegt wird, die wenigstens den Bereich des Sensorelementes 5, besser der gesamten Schaltung, abdeckt und sich zum Zwecke der einfacheren Verschraubung auch bis in den Bereich der Befestigungsbohrungen 6, hier als Langlöcher 18 ausgeführt, erstreckt.
Während die kombinierte Platte 9/1 im Wesentlichen rechteckig ist, und auf zwei gegenüberliegenden Seiten über den runden Vergusskörper 3 mit der gesamten Breite vorsteht, weist die Schirmplatte 9' vorzugsweise in diese beiden Richtungen des Vergusskörpers 3 lediglich diametral spitz zulaufende Vorsätze auf, in deren Spitzen sich die Durchgangsöffnung zum Verschrauben befindet. Diese Durchgangsöffnung ist vorzugsweise als Gewindedurchzug ausgebildet mit einer axialen Länge gleich oder größer der Dicke der kombinierten Platte 9/1 und einem solchen Durchmesser, dass dieser Gewindedurchzug in die Befestigungsbohrung bis 6 bzw. das Langloch 18 hinein passt.
Eine Verschraubung des Winkelsensors an einem Bauteil der Umgebung kann somit – unabhängig davon, an welcher Stelle des Langloches 18 die Verschraubung erfolgt, immer auch durch die entsprechende Befestigungsbohrung und dem Gewindedurchzug der Schirmplatte 9' hindurch erfolgen, da diese innerhalb des Langloches 18 verschwenkt werden kann, ohne über die Außenabmessungen der kombinierten Platte 9/1 vorzustehen.
1a zeigt weiterhin als Option die mehrschichtige Herstellung des Vergusskörpers 3, indem dieser „im linken Bereich der 1a – der Schicht 3a, die elektrisch nicht leitend ist, eine Schicht 3b umfasst, die ebenfalls auf der Oberseite 9a der kombinierten Platte 9/1 aufsetzt und durch Zuschlagstoffe oder Aufnahme eines Formkörpers in ihrem Inneren die jeweils aus magnetisch leitfähigem Material bestehen, insgesamt leitfähig ist und damit eine Abschirmung des Sensorelementes 5 auf der Oberseite ergeben, wobei der Bereich unmittelbar oberhalb des Sensorelementes 5 selbstverständlich nicht magnetisch abgedeckt werden darf, und die Schicht 3b des Vergusskörpers 3 dort nicht vorhanden sein sollte.
Damit kann eine magnetische Abschirmung des Sensorelements 5 auf fast allen Seiten erreicht werden bis auf die Schmalseiten der kombinierten Platte 9/1, die jedoch so gering sind, dass dort ein Eindringen von magnetischen Fremdfeldern äußerst unwahrscheinlich ist.
Zur weiteren Verbesserung der Verhaftung des Vergusskörpers im nicht beschichteten Ringbereich 21' kann dieser Ringbereich 21' als vertiefte Rinne ausgebildet sein oder eine solche Rinne 21 innerhalb des nicht beschichteten Ringbereiches 21' angeordnet sein. Neben der besseren Verhaftung durch die raue Oberfläche der Rinne 21 verlängert sich in radialer Richtung die potentielle Kriechstrecke, die vordringende Feuchtigkeit zurücklegen muss von außerhalb des Ringbereiches 21' nach innerhalb des Ringbereiches 21' durch solche Rinne 21, wodurch die Rinne kapillarbrechenden Wirkung entfaltet.
In 1b sind ferner die zur elektrischen Schaltung hinführende elektrisch isolierte Ader 29 dargestellt, die im Schnitt und vergrößert besser in den Detaildarstellungen der 2a und 2b zu erkennen sind, einschließlich der dort ersichtlichen Längswassersperre:
Die gleiche kapillarbrechende Wirkung wird bezweckt durch die spezifische Ausbildung des elektrischen Anschlusses der Schaltung innerhalb des Ringbereiches 21' mit dem von außerhalb des Ringbereiches herangeführten Kabels bzw. dessen Adern 29 ab:
Das Entscheidende ist dabei, dass der nicht elektrisch; leitende Ringbereich 21 bzw. die Rinne 21' elektrisch leitend radial überbrückt werden durch eine für jede elektrische Ader 29ab diesen Ringbereich umgreifenden, elektrisch leitenden massiven Draht 14 oder eine Litze, wobei im Fall der Litze diese vollständig verzinnt ist.
Durch das Verzinnen wird eine umfänglich geschlossenen Oberfläche der Litze erreicht und durch das Vordringen des flüssigen Lötzinns ins Innere der Litze zwischen die einzelnen Litzendrähte ist auch der Querschnitt im Inneren geschlossen, und bietet dort keine in Längsrichtung verlaufenden Hohlräume für das Vordringe des so genannten Längswassers mehr.
Dieser Draht bzw. diese Litze 14 ist innerhalb und außerhalb des Ringbereiches 21' an Lötschellen 20 auf der Oberseite 9a, also der Leiterplatte 1, fixiert und verläuft im Abstand oberhalb der Oberseite 9a und ist daher im Bereich zwischen den Enden von dem Vergusskörper 3 ebenfalls vollständig umschlossen. Durch die Anhaftung des Vergusskörpers kann weder entlang der Oberfläche des Drahtes oder der Litze 14 Feuchtigkeit vordringen noch im Inneren der Litze auf Grund durch das Lötzinn der geschlossen Hohlräume bzw. mangels Vorhandensein bei einem Draht.
Um zusätzlich die potentielle Kriechstrecke für Feuchtigkeit auch hier zu vergrößern wird bevorzugt – wie in 2a dargestellt- der Draht bzw. die Litze 14 bogenförmig von der Oberseite 9a weggekrümmt montiert. Während es sich bei 2a dabei um ein separates Stück Litze 14 handelt, kann hierfür auch das verlängert abisolierte Ende der Litze 19 der herangeführten Ader 29 verwendet werden, wobei jedoch diese Litze 19 dennoch außerhalb des Ringbereiches 21' auf der Leiterplatte 1 verlötet wird.
Um auch das Vordringen von Längswasser entweder zwischen der Litze 19 und der Aderisolierung 29 zu stoppen, endet die Isolierung der Ader 29 vorzugsweise bereit innerhalb des Vergusskörpers 3 Würde diese auserhalb des Vergusskörpers 3 enden, würde zwar hier austretendes Längswasser ebenfalls nicht die Schaltung erreichen, die von Isolierung befreiter Litze 19 währe außerhalb des Vergusskörpers 3 jedoch nicht abgeschirmt.
Gleiches gilt, falls die einzelnen Adern 29 ab zu einem Kabel zusammengefasst sind für den Mantel des nicht dargestellten Kabels.
3 zeigt eine Bauform, die von derjenigen der 1 lediglich hinsichtlich der Befestigung der kombinierten Platte 9/1 an der Umgebung abweicht:
Die kombinierte Platte 9/1 steht hier allseitig über den Vergusskörper 3 vor, und kann somit an beliebiger Stelle beispielsweise mittels angedeuteter Spannpratzen 11 an einem Bauteil der Umgebung verschraubt werden.
4 zeigt eine Bauform im Schnitt ähnlich der 1a, die sich von der 1a dadurch unterscheidet, dass Leiterplatte 1 und Trägerplatte 9 hier separate Bauteile sind:
Als Trägerplatte 9 wird aus Stabilitätsgründen vorzugsweise ein Trägerblech gewählt, während die Leiterplatte 1 ein übliches Platinmaterial aus einem nicht leitenden Kunststoff mit einer wenigsten einseitigen elektrisch leitenden, selektiv aufgebrachten Beschichtung ist, auf deren von der Trägerplatte 9 abgewandten Oberseite die Schaltung aufgebaut ist mittels des Sensorelementes 5 und weitere elektronische Bauteile 4.
Die gesamte Leiterplatte 1, einschließlich der darauf aufgebauten Schaltung ist dabei von dem Vergusskörper 5 dicht umschlossen – bis auf ggf. in den Vergusskörper 3 hineinführende Adern 29, elektrische Kabel oder der Abstandselemente 10, die in 4b beispielsweise mittels Verschraubung die Leiterplatte 1 mechanisch fest an der Trägerplatte 9 halten.
Im Gegensatz dazu besteht bei 4a eine mechanische Verbindung zwischen der Leiterplatte 1 und der Trägerplatte 9 lediglich dadurch, dass die Leiterplatte 1 beim Umspritzen mit dem Vergusskörper 9 bereits benachbart zur Trägerplatte 9 positioniert ist und der Vergusskörper 3 mit seiner Unterseite somit an der Trägerplatte 9 kraftschlüssig haftet, ggf. auch zusätzlich an der Trägerplatte 9 befestigt ist durch die beschriebenen Verankerungsbohrungen 17 und/oder das formschlüssige Umgreifen von Bereichen der Schmalseiten der Trägerplatte 9, was einzeln oder beides bei der Lösung der 4 vorhanden sein kann.
5 zeigt den Winkelsensor 2 betrachte in Richtung der Plattenebene 30 mit dem dem Sensor 2 gegenüberliegenden Gebermagneten 22. Die Funktion des Winkelsensors ist dabei um so exakter, je genauer die Mitte des Gebermagneten 22, dessen Polverbindungslinie möglichst parallel zur Plattenebene 30 liegen sollte, auf das Sensorelement 5 im Winkelsensor 2 ausgerichtet ist.
Um dies bei der Montage des Gebermagneten 22 zu erleichtern, weist der Vergusskörper 3 des Winkelsensors 2 oberhalb des Winkelsensors 5 an seiner Oberseite 3a eine Markierung 15 auf, die die Position des Sensorelementes 5 angibt, und auf die die Mitte des Gebermagneten 22 dann leicht ausgerichtet werden kann. In diesem Fall ist die Markierung 15 eine Vertiefung.
Zusätzlich kann der Gebermagnet eine Markierung 16 für die Mitte des Gebermagneten zwischen den Polen aufweisen, die dann vorzugsweise als Erhebung – oder umgekehrt – ausgebildet sein kann. Jedoch ist während des Betriebes der Sensoreinheit keine gegenseitige Berührung von Gebermagnet 22 und Winkelsensor 2 vorgesehen. Vorzugsweise sollte die als Erhebung ausgebildete Markierung, in diesem Fall die Markierung 16 für die Magnetmitte, sogar nach der Montage entfernbar sein, um einen solchen Kontakt zuverlässig zu vermeiden.

1: Leiterplatte
2: Winkelsensor
3: Vergusskörper
4: Bauteile
5: Sensorelement
6: Befestigungsbohrung
7: Kupferbeschichtung
8: Korrosionsschutz
9: Trägerplatte
9': Schirmplatte
10: Abstandselement
11: Spannpratze
12: Schraubelement
13: Metallhülse
14: übergreifen der Draht/Litze
15: Markierung Sensormitte
16: Markierung Magnetmitte
17: Verankerungsbohrung
18: Langloch
19: Litze
20: Lötstelle
21: Rinne
21': Ringbereich
22: Gebermagnet
28: Steg
29: 29a, b Ader
30: Plattenebene
31: Querrichtung

Claims

Winkelsensor (2) mit einem magnetisch empfindlichen Stirnflächenbereich, der nach dem Hall-Prinzip oder dem magneto-resistiven Prinzip arbeitet, mit einem Sensorelement (5) in der Nähe seiner Stirnfläche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Winkelsensor (2) auf einen Trägerkörper, insbesondere Trägerplatte (9) aufweiset ist, die der Befestigung an der Umgebung dient, – die auf einer Leiterplatte (1) aufgebrachte elektrische Schaltung des Winkelsensors (2) von einem ausgehärteten Vergusskörper vollständig umschlossen ist, – der Vergusskörper an der Leiterplatte (1) formschlüssig und adhesiv befestigt ist.
Winkelsensor (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längswassersperre in der Kabelzuführung, vorzugsweise innerhalb des Vergusskörpers, vorhanden ist. (formschlüssige Befestigung des Vergusskörpers)
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (1) im Abstand zur Trägerplatte (9) montiert ist und der Vergusskörper (3) die Leiterplatte (1) allseitig umschließt, insbesondere auf der Oberseite der Trägerplatte (9) aufsitzt.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (9) aus Metallblech besteht.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (9) gleichzeitig die Leiterplatte (1) ist und der Vergusskörper so auf der die Schaltung tragenden Oberseite (9a) der Leiterplatte (1) aufsitzt, dass die gesamte Schaltung überdeckt ist und der Vergusskörper (3) Konturbereiche der Träger/Leiterplatte (9/1) umschließt, die in Querrichtung (31) zur Plattenebene (30) eine sich ändernde Kontur aufweisen.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergusskörper (3) in Verankerungsbohrungen (17) hineinreicht und insbesondere ausfüllt, die insbesondere schräg zur Querrichtung (31) verlaufen oder sich zur Rückseite (9b) der Trägerplatte (9) hin konisch erweitern.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergusskörper (3) Teile des Außenumfangs der Träger/Leiterplatte (9/1) auf deren Schmalseiten (9c) umgreift und in diesem Bereich die Schmalseiten eine aus der Querrichtung (31) konvex nach außen gekrümmte Querschnittskontur aufweisen.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die kombinierte Träger/Leiterplatte (9/1) aus Kunststoff, insbesondere aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärktem Epoxyt (GFK) besteht und teilweise eine metallische, elektrisch leitende Beschichtung, insbesondere eine Kupferbeschichtung (7), aufweist, und – die metallische Beschichtung alle Bereiche der Träger/Leiterplatte (9/1) umfasst, die nicht von dem Vergusskörper (3) abgedeckt sind, einschließlich aller Schmalseiten (90c) dieser Platte (9/1), – im Flächenbereich der Oberseite (9a), der vom Vergusskörper (3) abgedeckt ist, jedoch möglichst nur dort vorhanden ist, wo die Beschichtung als elektrische Leiterbahn benötigt wird.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein möglichst großer Anteil der vom Vergusskörper (3) abgedeckten Oberseite (9a) der Trägerplatte (9) die unbehandelte, insbesondere aufgeraute, Oberseite des Kunststoffes der Trägerplatte (9) ist.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der nicht metallisch beschichtete, vom Vergusskörper (3) abgedeckte Bereich der Oberseite (9a) der Trägerplatte ringförmig geschlossen, insbesondere kreisringförmig um die Schaltung herum erstreckt und in diesem Ringbereich (21) insbesondere eine kapillarbrechende, insbesondere ebenfalls ringförmig geschlossene, Rinne in der Oberseite (9a) eingearbeitet ist, die der Vergusskörper (3) ebenfalls ausfüllt. Verankerungsbohrungen außer Ringbereiche. (Korrosionsschutz)
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallisch, elektrisch leitend beschichteten Bereiche der Leiter/Trägerplatte (9/1) von einer kaum korrodierenden, insbesondere metallischen Schicht, insbesondere einer galvanischen Schicht, einer Zinn- oder Goldschicht, bedeckt ist. (magnetische Abschirmung)
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (9) aus magnetisch leitfähigem Material besteht oder die kombinierte Träger/Leiterplatte (9/1) auf ihrer Rückseite eine Schicht aus magnetisch leitfähigem Material, entweder als Beschichtung oder als separate Platte, aufweisen, z. B. Nickel.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch leitende Schirmplatte (9') Gewindedurchzüge aufweist zur Verschraubung auf dem Untergrund.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (9) bzw. die kombinierte Träger/Leiterplatte (1) in den vom Vergusskörper (3) nicht abgedeckten Bereichen Befestigungsbohrungen (6), insbesondere ausgebildet als Langlöcher (18), aufweist zum Verschrauben an einem Bauteil der Umgebung und insbesondere die Gewindedurchzüge der Schirmplatte (9') si positioniert sind, dass sie in die Befestigungsbohrung (6) passen.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmplatte (9') wenigstens in der Aufsicht betrachtet den Bereich der Schaltung bedeckt, insbesondere den vom Vergusskörper (3) abgedeckten Bereich bedeckt und die Gewindedurchzüge außerhalb des Bereichs des Vergusskörpers (3) liegen.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (9), insbesondere die kombinierte Träger/Leiterplatte (9/1) allseitig über den vom Vergusskörper (3) abgedeckten Bereich vorsteht zur Befestigung an einem Bauteil der Umgebung mittels Spannpratzen. (Längswassersperre)
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Mantel eines an die Schaltung angeschlossenen Kabels und/oder die Aderisolierungen der an die Schaltung angeschlossenen Adern eines Kabels innerhalb des Vergusskörpers (3) enden, jedoch außerhalb des die Schal tung ringförmig umgebenden nicht metallisch leitend beschichteten Bereiches, und – dieser Ringbereich (21') elektrisch leitend überbrückt wird von der Litze (19) der Ader bzw. des Kabels zur Schaltung mittels einer diesen Ringbereich (21') radial mit massivem Draht oder verzinnten Litze (14).
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der übergreifende Draht/Litze (14) das abisolierte Ende des Litzendrahtes (19) ist.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Ringbereich (21') übergreifende Draht/Litze (14) sich bogenförmig von der Oberfläche (9a) der Trägerplatte (9) bzw. kombinierten Träger/Leiterplatte (9/1) weg in den Vergusskörper (3) hinein wölbt und möglichst lang ausgebildet ist.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung des Litzendrahtes (19) als übergreifenden Draht/Litze (14) die Litze (19) auch außerhalb des Ringbereiches (21') auf der Leiterplatte (1) bzw. (9/1) verlötet ist als Zugentlastung.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abisolierten Bereiche des Litzendrahtes (19) durch nicht leitende Abstandshalter an der gegenseitigen Kontaktierung, insbesondere während des Spritzens des Vergusskörpers (3), gehindert sind.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergusskörper (3) mehrschichtig ausgebildet ist mit einer inneren Schicht (3a), die mit insbesondere der Schaltung in Kontakt steht, und einer äußeren Schicht (3b), die durch Zuschlagstoffe oder eingebundene Formkörper magnetisch leitfä hig ist und insbesondere mit der Beschichtung der Trägerplatte (9) bzw. Träger/Leiterplatte (9/1) außerhalb des Ringbereiches (21) in Kontakt steht.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der nicht beschichtete Ringbereich (21) radial bis in den Bereich der Verankerungsbohrungen (17) hinaus erstreckt. (Markierung Sensormitte)
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (2) auf der Oberseite (3a) des Vergusskörpers (3) eine Markierung (15) für die Sensormitte, insbesondere in Form einer Vertiefung oder eines Vorsprungs, aufweist.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung eine hohe Permeabilität von μ > 100, besser > 1.000, besser > 50.000 aufweist.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensor-Abschirmung sehr nahe am Sensorelement (4) angeordnet ist, insbesondere näher als 6 mm, und das Material dieser Abschirmung eine Koerzitivfeldstärke Hc < 5 A/cm, besser < 0,5 A/cm, besser < 0,05 A/cm aufweist.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung aus kunststoffgebundenem Ferrit oder aus Hartferrit oder nanokristallinem Eisen besteht.
Sensor-Einheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung aus mehreren Lagen besteht, von denen insbesondere die eine Lage eine besonders hohe Permeabilität und die andere Lage eine besonders niedrige Hysterese aufweist.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor (2) flach, plattenförmig gestaltet ist und das Sensorelement (4), insbesondere ein Chip (7), parallel zur Hauptebene des plattenförmigen Winkelsensors (2) angeordnet ist, insbesondere auf der der vorderen Stirnfläche (2a) zugewandten Vorderseite einer parallel zur Hauptebene liegenden Platine (6).
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (6) die Auswerteelektronik für die Signale des Sensorelementes (4) trägt, insbesondere auch einen Sender zur drahtlosen Weiterleitung der Sensorsignale.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik im komplett fertigen Zustand programmierbar ist, insbesondere entweder über wenigstens einen zusätzlichen elektrischen Leiter im Kabel oder drahtlos mittels Funk oder optischen Signalen.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verguss zweilagig erfolgt mit einem die elektrischen Bauelemente umschließenden flexiblen Elastomer, insbesondere Silikongel oder Polyurethanharz und einem diese innere Schicht umschließende harten Schicht, insbesondere einen Thermoplast.
Winkelsensor (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergusskörper (3) aus durchsichtigem Material besteht und insbesondere die Schaltung Leuchtdioden (LED's) oder andere optisch erkennbare, schaltbare Elemente umfasst.
Verfahren zur Herstellung des Winkelsensors (0), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – definierte Bereiche der Oberseite (9a) der kombinierten Träger/Leiterplatte (9/1) mit „Lötstopmaske"-Schutzlack beschichtet werden, – aus einer Kunststoffplatte vielfach nebeneinander der Form der späteren kombinierten Träger/Leiterplatte (9/1) entsprechende und an kleinen Kontaktstellen noch miteinander verbundene Nutzen ausgeschnitten werden, – die in der Vielzahl noch miteinander verbundenen Nutzen anschließend allseitig elektrisch leitend beschichtet, insbesondere verkupfert, und – anschließend ebenfalls allseitig umschließend von einer Korrosionsschutzschicht, insbesondere galvanischen Schicht, bedeckt werden, – die einzelnen Nutzen voneinander an den Kontaktstellen getrennt werden, insbesondere durch Schneiden oder Fräsen und an der Trennstelle in der Plattenebene (30) betrachtet eine Schneidfläche erzeugt wird, die zur Querrichtung (31) der Plattenebene nicht parallel verläuft, sondern insbesondere eine vom Nutzen konvex vorstehende Nase aufweist, – vor oder nach dem Auftrennen in einzelne Nutzen Verankerungsbohrungen (17), insbesondere schräg stehend zur Querrichtung (18) oder sich erweiternd zur Rückseite (9b) der Trägerplatte (9/1) eingebracht werden, insbesondere von der Rückseite (9b) her eingebracht werden, – die Schaltung auf der Oberseite (9a) der kombinierten Träger/Leiterplatte (9/1) aufgelötet bzw. aufgebundet wird, – die Schaltung mit den zuführenden Adern bzw. dem zuführenden Kabel elektrisch leitend verbunden wird, – die kombinierte Träger/Leiterplatte (3') und noch fließfähige Vergussmasse (3') eingespritzt und dadurch der Vergusskörper (3) an der Platte (9) bzw. (9/1) hergestellt wird. – die Leiterplatte (1), insbesondere die kombinierte Träger/Leiterplatte (9/1) die elektrische Schaltung hergestellt und der Nutzen außerhalb des nicht beschichteten Ringbereiches (21') metallisch beschichtet wird dadurch gekennzeichnet, dass nach Separieren der Winkelsensoren aus dem Nutzen jeder einzelne Winkelsensor durch Vergießen mit dem Vergusskörper (3) versehen wird oder noch nicht von einander getrennte Winkelsensoren gemeinsam durch Vergießen mit jeweils einzelnen Vergusskörpern gleichzeitig ausgestattet werden.