DE102015224255A1

DE102015224255A1 - Raddrehzahlsensorsystem

Info

Publication number: DE102015224255A1
Application number: DE102015224255.2A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schrader
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2017-06-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) zur Montage an einer Fahrzeugachse, mit: einem ersten Raddrehzahlsensorelement (201, 202) mit einem ersten (211) und einem zweiten (212) elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das erste Raddrehzahlsensorelement (201, 202) erfassten ersten Sensordaten; einem zweiten Raddrehzahlsensorelement (203, 204) mit einem ersten (213) und einem zweiten (214) elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das zweite Raddrehzahlsensorelement (203, 204) erfassten zweiten Sensordaten; einem Leadframe (110) mit vier getrennten elektrischen Leitungen, welche sensorelementseitige Kontaktflächen (111, 112, 113, 114) aufweisen, die jeweils mit den ersten (211, 213) und zweiten elektrischen Anschlüssen (212, 214) der beiden Raddrehzahlsensorelemente (201, 202, 203, 204) kontaktiert sind, und welche externe Kontaktflächen (121, 122, 123, 124) zur externen Kontaktierung der beiden Raddrehzahlsensorelemente (201, 202, 203, 204) aufweisen; und einem Sensorelementträger (130), in den das Leadframe (110) eingebettet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Raddrehzahlsensorsystem mit zwei Raddrehzahlsensorelementen zur Montage an einer Fahrzeugachse und ein Verfahren zur Fertigung eines solchen Raddrehzahlsensorsystems.
Autonome Kraftfahrzeuge können mit Hilfe verschiedener Sensoren ihre Umgebung wahrnehmen und aus den gewonnenen Informationen ihre Position und die anderer Verkehrsteilnehmer bestimmen, in Zusammenarbeit mit der Navigationssoftware das Fahrziel ansteuern und Kollisionen auf dem Weg vermeiden. Im Zusammenhang mit der Entwicklung des autonomen Fahrens werden an die Regelsysteme höhere Sicherheitsanforderungen gestellt, so dass einige der Komponenten redundant ausgeführt werden müssen. In diese Überlegung einbezogen ist auch der Raddrehzahlsensor jedes Rades. Da eine Platzierung von zwei kompletten Sensoren an der Achse in vielen Fällen physikalisch schwer möglich ist, sollte eine möglichst kompakte Lösung gefunden werden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Drehzahlsensorsystem bereitzustellen, das zum einen den Sicherheitsanforderungen des autonomen Fahrens genügt und zum anderen ausreichend kompakt ist, um an der Fahrzeugachse angebracht zu werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die im Folgenden vorgestellten Verfahren und Systeme können Raddrehzahlsensoren bzw. Raddrehzahlsensorelemente nutzen. Raddrehzahlsensoren können aufgrund ihrer Wirkungsweise in aktive und passive Sensoren bzw. Sensorelemente unterteilt werden.
Passive Raddrehzahlsensoren benötigen keine separate Spannungsversorgung durch das Steuergerät. Sie sind direkt über dem Impulsrad angebracht, das mit der Radnabe oder Antriebswelle verbunden ist. Ein von einer Wicklung umgebener Polstift ist mit einem Dauermagneten verbunden, dessen Magnetwirkung bis in das Polrad hineinreicht. Die Drehbewegung des Impulsrades und der damit verbundene Wechsel von Zahn und Zahnlücke bewirkt eine Änderung des magnetischen Flusses durch beide Komponenten, d.h. Polstift und Wicklung. Das dabei entstehende sich ändernde Magnetfeld induziert in der Wicklung eine messbare Wechselspannung, wobei Frequenz und Amplitude dieser Wechselspannung im Verhältnis zur Raddrehzahl stehen. Damit kann die Raddrehzahl gemessen werden.
Aktive Raddrehzahlsensoren werden durch das Anlegen einer Versorgungsspannung aktiviert. Der aktive Raddrehzahlsensor ist ein Näherungssensor mit integrierter Elektronik, der mit einer vom Steuergerät definierten Spannung versorgt wird. Als Impulsrad kann beispielsweise ein Multipolring verwendet werden, der gleichzeitig in einem Dichtring eines Radlagers eingesetzt sein kann. In diesem Dichtring können Magnete mit wechselnder Polrichtung eingesetzt sein. Die in der elektronischen Schaltung des Sensors integrierten magneto-resistiven Widerstände, beispielsweise anisotrope magneto-resistive (AMR) Widerstände erkennen bei der Drehung des Multipolringes ein wechselndes Magnetfeld. Dieses Wechselsignal kann von der Elektronik im Sensor (beispielsweise einem ASIC) in ein digitales Signal umgewandelt werden. Die Übertragung zum Steuergerät kann als Stromsignal im Pulsweitenmodulationsverfahren erfolgen. Der Sensor ist über ein zweipoliges elektrisches Anschlusskabel mit dem Steuergerät verbunden. Über die Spannungsversorgungsleitung wird gleichzeitig das Sensorsignal übermittelt. Die andere Leitung dient als Sensormasse. Neben magneto-resistiven Sensorelementen können auch Hallsensorelemente verwendet werden. Bei Stahlzahnrädern kann man bei Hallsensorelementen stärkere externe Magnete anwenden und dadurch die Reichweite vergrößern.
Die im Folgenden vorgestellten Verfahren und Systeme können Raddrehzahlsensoren bzw. Raddrehzahlsensorelemente nutzen, welche auf dem magneto-resistiven Effekt basieren. Der magneto-resistive Effekt bezeichnet die Änderung des elektrischen Widerstands eines Materials durch Anlegen eines äußeren Magnetfeldes. Dazu gehört insbesondere der anisotrope magneto-resistive Effekt (AMR-Effekt) sowie der planare Hall-Effekt.
Der Hall-Effekt tritt in einem stromdurchflossenen elektrischen Leiter auf, der sich in einem Magnetfeld befindet, so dass sich ein elektrisches Feld aufbaut, das zum Magnetfeld und zur Stromrichtung senkrecht steht und das die auf die Elektronen einwirkende Lorentzkraft kompensiert.
Beim AMR Effekt wirkt ein Magnetfeld von außen auf ein ferromagnetisches Material ein und dreht die interne Magnetisierung der Domänen des Materials so, dass diese sich mit steigender Magnetfeldstärke immer mehr an dem äußeren Feld orientieren. Stehen der Stromdichtevektor des durch das Material fließenden Stroms und der Magnetfeldvektor der internen Magnetisierung senkrecht aufeinander, so ist der Widerstand des Materials minimal. Sind Stromdichtevektor und Magnetfeldvektor parallel zueinander, so ist der Widerstand maximal.
Die im Folgenden vorgestellten Verfahren und Systeme unter Verwendung von Leadframes aufgebaut bzw. hergestellt sein. Ein Leadframe, der auch als Anschlussrahmen bezeichnet wird, ist ein lötbarer oder schweißbarer metallischer Leitungsträger in Form eines Rahmens oder Kamms zur maschinellen Herstellung von elektronischen Komponenten. Daneben bezeichnet Leadframe auch die Form der mit Leadframes produzierten elektrischen Komponenten, also die Formen mit herausragenden Anschlüssen. Leadframes werden auf einem isolierenden Träger oder in einem Gehäuse montiert. Sind die Kontakte mechanisch fixiert, können sie voneinander getrennt werden. Leadframes können gestanzt oder auch lasergeschnitten sein.
Die im Folgenden vorgestellten Sensorsysteme und Sensorelemente können von verschiedener Art sein. Die einzelnen beschriebenen Elemente können durch Hardware- und oder Softwarekomponenten realisiert sein, beispielsweise elektronische Komponenten, die durch verschiedene Technologien hergestellt werden können und zum Beispiel Halbleiterchips, ASICs, Mikroprozessoren, digitale Signalprozessoren, integrierte elektrische Schaltungen, elektrooptische Schaltungen und/oder passive Bauelemente umfassen.
Die im Folgenden vorgestellte Lösung basiert auf einem Drehzahlsensor mit zwei Sensorelementen, die jeweils separat elektrisch kontaktierbar sind. Die Ausführung kann in einem möglichst kompakten Gehäuse erfolgen.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Raddrehzahlsensorsystem zur Montage an einer Fahrzeugachse, mit: einem ersten Raddrehzahlsensorelement mit einem ersten und einem zweiten elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das erste Raddrehzahlsensorelement erfassten ersten Sensordaten; einem zweiten Raddrehzahlsensorelement mit einem ersten und einem zweiten elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das zweite Raddrehzahlsensorelement erfassten zweiten Sensordaten; einem Leadframe mit vier getrennten elektrischen Leitungen, welche sensorelementseitige Kontaktflächen aufweisen, die jeweils mit den ersten und zweiten elektrischen Anschlüssen der beiden Raddrehzahlsensorelemente kontaktiert sind, und welche externe Kontaktflächen zur externen Kontaktierung der beiden Raddrehzahlsensorelemente aufweisen; und einem Sensorelementträger, in den das Leadframe eingebettet ist.
Ein solches Drehzahlsensorsystem entspricht den Sicherheitsanforderungen des autonomen Fahrens, da es zwei Raddrehzahlsensorelemente umfasst, wobei einer der beiden als redundanter Sensor fungieren kann. Ferner ist es aufgrund des in den Sensorelementträger eingebetteten Leadframes ausreichend kompakt aufgebaut, so dass es nur wenig mehr Platz einnimmt als ein System mit einem einzigen Sensor und damit einfach an der Fahrzeugachse eines Fahrzeugs angebracht werden kann, um dort die Drehzahl des entsprechenden Rades zu bestimmen und beispielsweise an eine Steuergerät weiterzuleiten.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems umfassen das erste Raddrehzahlsensorelement und das zweite Raddrehzahlsensorelement jeweils ein magnetisches Sensorelement, insbesondere ein anisotropes magneto-resistives Sensorelement oder ein Hall-Sensorelement.
Das magnetische Sensorelement kann ein aktives oder passives elektronisches Bauteil sein. Das aktive AMR Sensorelement kann in vorteilhafter Weise über ein zweipoliges elektrisches Anschlusskabel mit dem Steuergerät verbunden werden. Dabei kann über die Spannungsversorgungsleitung gleichzeitig das Sensorsignal übermittelt werden, so dass das AMR-Sensorelement sehr kompakt aufgebaut sein kann, so dass es an der Achse eines Fahrzeugs angebracht werden kann. Bei Stahlzahnrädern kann man bei Hallsensorelementen stärkere externe Magnete anwenden und dadurch die Reichweite vergrößern.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems ist das erste Raddrehzahlsensorelement baugleich zu dem zweiten Raddrehzahlsensorelement ausgeführt.
Damit kann in vorteilhafter Weise ein redundantes Sensorsystem implementiert werden, das den Anforderungen an autonomes Fahren genügt. Bei Ausfall des ersten Raddrehzahlsensorelements kann das zweite Raddrehzahlsensorelement übernehmen. Alternativ können auch beide Raddrehzahlsensorelemente parallel betrieben werden, um eine genauere Messung durch Mittelwertbildung zu erzielen.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems sind das erste Raddrehzahlsensorelement und das zweite Raddrehzahlsensorelement nebeneinander auf dem Sensorelementträger montiert.
Dies bringt den Vorteil, dass beide Raddrehzahlsensorelemente in einer gleichen Entfernung zum Rad angeordnet werden können, so dass ein gleichwertiges redundantes Sensorsystem geschaffen wird, bei dem die Messergebnisse beider Raddrehzahlsensorelemente nicht signifikant voneinander abweichen.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems sind die Kontakte der sensorelementseitigen Kontaktflächen mit den jeweiligen ersten und zweiten elektrischen Anschlüssen der beiden Raddrehzahlsensorelemente als Schweißkontakte ausgeführt.
Dies bringt den Vorteil, dass die Schweißverbindung eine gute elektrische Kontaktierung herstellt, die gleichzeitig auch mechanisch stabil ist, so dass die Sensorelemente fest mit dem in den Sensorelementträger eingebetteten Leadframe verbunden sind und damit im weiteren Fertigungsprozess mechanisch entlastet sind.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems weisen die externen Kontaktflächen der elektrischen Leitungen des Leadframes einen gleichmäßigen Abstand zueinander auf.
Dies bringt den Vorteil, dass an die externen Kontaktflächen die Adern eines Kabels oder Kontakte für einen Stecker mit hoher Fertigungssicherheit angeschlossen werden können.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems sind die externen Kontaktflächen der elektrischen Leitungen des Leadframes zum Anschluss von Stecker- oder Kabelkontakten extern aus dem Sensorelementträger herausgeführt.
Die nach außen herausgeführten Anschlüsse der Sensorelemente bringen den Vorteil, dass hier mit hoher Fertigungssicherheit Kabel- oder ein Stecker-Kontakte angeschlossen werden können, da die Flächen der herausgeführten Anschlüsse wesentlich größer sind als die Flächen der trägerinternen Kontakte der beiden Raddrehzahlsensorelemente.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems umfasst der Sensorelementträger für jedes der beiden Raddrehzahlsensorelemente ein Fixierelement zur Fixierung des jeweiligen Raddrehzahlsensorelements auf dem Sensorelementträger.
Diese Fixierelemente bieten den Vorteil, dass sie die Raddrehzahlsensorelemente in definierter Position im Sensorelementträger fixieren und damit das elektrische Kontaktieren der beiden Raddrehzahlsensorelemente sowie das Fertigen des Sensorgehäuses im Spritzgießverfahren erleichtern.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems umfassen das erste Raddrehzahlsensorelement und das zweite Raddrehzahlsensorelement jeweils ein elektrisches Messelement zur Messwerterfassung und einen zugehörigen elektrischen Schaltkreis zur Messwertaufbereitung.
Dies bietet den Vorteil, dass die Raddrehzahlsensorelemente flexibel ausgeführt sein können. So kann das elektrische Messelement auf verschiedenen Messverfahren basieren und verschieden gestaltete Messwerte liefern. Durch den zugehörigen elektrischen Schaltkreis kann der gelieferte Messwert aufbereitet werden und beispielsweise an eine Schnittstelle mit einem Steuergerät angepasst werden. Der elektrische Schaltkreis kann auch eine entsprechende EMV-Verträglichkeit des gelieferten Messsignals liefern, so dass entsprechende EMV-Richtlinien eingehalten werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems sind das elektrische Messelement und der zugehörige elektrische Schaltkreis als separate bauliche Komponenten auf dem Sensorelementträger montiert.
Dies bietet den Vorteil einer höheren Flexibilität des Raddrehzahlsensorelements. Das Messelement kann so mit verschiedenen elektrischen Schaltkreisen, die unterschiedliche Funktionalitäten haben, betrieben werden. Änderungen in der Ausführung des Raddrehzahlsensorelements sind damit bei der Fertigung des Raddrehzahlsensorsystems leichter zu implementieren.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems umfasst der Sensorelementträger Aussparungen zur Befestigung des Sensorelementträgers in einem Spritzgießwerkzeug zum Spritzgießen eines Sensorgehäuses.
Diese Aussparungen erleichtern den Fertigungsprozess, da in diese in definierter Weise das Spritzgießwerkzeug zum Spritzgießen eines Sensorgehäuses eingebracht werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems umfasst der Sensorelementträger Dichtelemente, die beim Spritzgießen des Sensorgehäuses eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem Sensorgehäuse eingehen.
Dies bringt den Vorteil, dass ein gas- und flüssigkeitsdichtes Sensorsystem gefertigt werden kann, welches eine lange Lebensdauer hat, die unter Umständen der Fahrzeuglebensdauer entspricht oder über diese noch hinausgeht.
Gemäß einer Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems sind die Dichtelemente als Schmelzrippen ausgeführt, die kreisförmig oder ovalförmig um die Aussparungen herum angeordnet sind.
Dies bringt den Vorteil, dass die Schmelzrippen gleichmäßig schmelzen und sich gleichmäßig wieder verfestigen, so dass eine sehr homogene und damit stabile und dauerhafte Abdichtung des Gehäuses erzielt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Fertigung eines Raddrehzahlsensorsystems, mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Leadframes mit vier getrennten elektrischen Leitungen, die jeweils sensorelementseitige und externe Kontaktflächen aufweisen; Bereitstellen eines Sensorelementträgers mit Fixierelementen zum Fixieren von zwei Raddrehzahlsensorelementen, die jeweils über einen ersten und einen zweiten elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das jeweilige Raddrehzahlsensorelement erfassten Sensordaten verfügen; Einbetten des Leadframes in dem Sensorelementträger, so dass die externen Kontaktflächen der elektrischen Leitungen zur externen Kontaktierung aus dem Sensorelementträger herausgeführt sind; Fixieren der beiden Raddrehzahlsensorelemente auf dem Sensorelementträger unter Verwendung der Fixierelemente; und Anschließen der ersten und zweiten elektrischen Anschlüsse der beiden Raddrehzahlsensorelemente an den jeweiligen sensorelementseitigen Kontaktflächen der elektrischen Leitungen des Leadframes.
Ein solches Verfahren zur Fertigung eines Drehzahlsensorsystems ist einfach und präzise im Spritzgießverfahren herzustellen. Das damit gefertigte Drehzahlsensorsystem entspricht den Sicherheitsanforderungen des autonomen Fahrens, da es zwei Raddrehzahlsensorelemente umfasst, wobei einer der beiden als redundanter Sensor fungieren kann. Ferner ist es aufgrund des in den Sensorelementträger eingebetteten Leadframes ausreichend kompakt aufgebaut, so dass es nur wenig mehr Platz einnimmt als ein System mit einem einzigen Sensor und damit einfach an der Fahrzeugachse eines Fahrzeugs angebracht werden kann, um dort die Drehzahl des entsprechenden Rades zu bestimmen und beispielsweise an eine Steuergerät weiterzuleiten.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Sensorelementträger Aussparungen und um die Aussparungen herum angebrachte Schmelzrippen, und das Verfahren umfasst ferner folgende Schritte: Befestigen eines Spritzgießwerkzeugs zum Spritzgießen eines Sensorgehäuses an den Aussparungen des Sensorelementträgers; und Spritzgießen eines Sensorgehäuses mit dem Spritzgießwerkzeug um den Sensorelementträger mit eingebettetem Leadframe und fixierten und angeschlossenen Raddrehzahlsensorelementen herum unter Erzeugung einer gas- und flüssigkeitsdichten Verbindung des Sensorgehäuses mit den Schmelzrippen des Sensorelementträgers.
Ein solches Verfahren bietet den Vorteil, dass ein gas- und flüssigkeitsdichtes Sensorsystem gefertigt werden kann, welches eine lange Lebensdauer hat. Die Schmelzrippen können gleichmäßig schmelzen und sich gleichmäßig wieder verfestigen, so dass ein Drehzahlsensorsystem gefertigt werden kann, dessen Gehäuse sehr homogen und stabil ist.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine dreidimensionale Darstellung eines Raddrehzahlsensorsystems 100 mit Fixierelementen für die Sensorelemente gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
2 eine dreidimensionale Darstellung eines Raddrehzahlsensorsystems 200 umfassend eine Baugruppe aus Sensorelementträger mit fixierten und kontaktieren Sensorelementen sowie angeschlossenem Kabel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
3 eine Seitenansicht des Sensorsystems 200 gemäß 2 mit Fixierelement zur Positionierung im Spritzgießwerkzeug des Radsensorgehäuses gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
4 eine dreidimensionale Darstellung der Oberseite eines im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensors 400 mit noch vorhandenem Fixierelement gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
5 eine dreidimensionale Darstellung der Oberseite des im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensors 400 der 4 mit abgetrenntem Fixierelement gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
6 eine dreidimensionale Darstellung der Unterseite des im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensor 400 der 5 mit Kennzeichnung der Lage der Lesepunkte der Sensorelemente gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
7 eine dreidimensionale Darstellung eines im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensors 700 mit integriertem Stecker gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
8 eine dreidimensionale Darstellung der Oberseite eines Raddrehzahlsensorsystems 800 mit Fixierelementen für die Sensorelemente und Aussparungen zur Fixierung des Sensorelementträgers im Spritzgießwerkzeug gemäß einer beispielhaften alternativen Ausführungsform;
9 eine dreidimensionale Darstellung der Unterseite des Raddrehzahlsensorsystems 800 aus 8 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
10 eine dreidimensionale Darstellung der Oberseite eines im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensors 1000 gemäß einer beispielhaften alternativen Ausführungsform;
11 eine dreidimensionale Darstellung der Unterseite des Radsensors 1000 der 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; und
12 eine schematische Darstellung eines Verfahrens 1200 zur Fertigung eines Raddrehzahlsensorsystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
Die Aspekte und Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der Erfindung zu vermitteln. Für einen Fachmann kann es jedoch offensichtlich sein, dass ein oder mehrere Aspekte oder Ausführungsformen mit einem geringeren Grad der spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen und Elemente in schematischer Form dargestellt, um das Beschreiben von einem oder mehreren Aspekten oder Ausführungsformen zu erleichtern. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Wenngleich ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt einer Ausführungsform bezüglich nur einer von mehreren Implementierungen offenbart worden sein mag, kann außerdem ein derartiges Merkmal oder ein derartiger Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Weiterhin sollen in dem Ausmaß, in dem die Ausdrücke „enthalten", „haben", „mit" oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, solche Ausdrücke auf eine Weise ähnlich dem Ausdruck „umfassen" einschließend sein. Die Ausdrücke „gekoppelt" und „verbunden" können zusammen mit Ableitungen davon verwendet worden sein. Es versteht sich, dass derartige Ausdrücke dazu verwendet werden, um anzugeben, dass zwei Elemente unabhängig davon miteinander kooperieren oder interagieren, ob sie in direktem physischem oder elektrischem Kontakt stehen oder nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Außerdem ist der Ausdruck „beispielhaft" lediglich als ein Beispiel aufzufassen anstatt der Bezeichnung für das Beste oder Optimale. Die folgende Beschreibung ist deshalb nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen.
1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Raddrehzahlsensorsystems 100 mit Fixierelementen für die Sensorelemente gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Das Raddrehzahlsensorsystem 100, das an einer Fahrzeugachse montiert werden kann, umfasst zwei Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204, die in der Darstellung der 1 noch nicht montiert sind. Stattdessen sind Fixierelemente 101, 102, 103, 104 zur Aufnahme und Fixierung der Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 zu erkennen.
Das in die Fixierelemente 101, 102 zu montierende erste Raddrehzahlsensorelement 201, 202 umfasst einen ersten 211 und einen zweiten 212 elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das erste Raddrehzahlsensorelement 201, 202 erfassten ersten Sensordaten. Die elektrischen Anschlüsse 211, 212 sind in der Darstellung der 1 noch nicht montiert, dies erfolgt erst in einem folgenden Fertigungsschritt, durch den das in 2 dargestellte Raddrehzahlsensorelement 200 herstellt wird.
Das in die Fixierelemente 103, 104 zu montierende zweite Raddrehzahlsensorelement 203, 204 umfasst einen ersten 213 und einen zweiten 214 elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das zweite Raddrehzahlsensorelement 203, 204 erfassten zweiten Sensordaten. Auch die elektrischen Anschlüsse 213, 214 sind in der Darstellung der 1 noch nicht montiert, dies erfolgt auch hier erst in dem folgenden Fertigungsschritt, durch den das in 2 dargestellte Raddrehzahlsensorelement 200 herstellt wird.
Das Raddrehzahlsensorsystem 100 umfasst ferner ein Leadframe 110 mit vier getrennten elektrischen Leitungen, welche sensorelementseitige Kontaktflächen 111, 112, 113, 114 aufweisen, die jeweils mit den ersten 211, 213 und zweiten elektrischen Anschlüssen 212, 214 der beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 kontaktiert sind. In der Darstellung der 1 sind die sensorelementseitigen Kontaktflächen 111, 112, 113, 114 noch nicht mit den ersten 211, 213 und zweiten elektrischen Anschlüssen 212, 214 der beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 kontaktiert. Dies erfolgt erst in dem folgenden Fertigungsschritt, durch den das Raddrehzahlsensorsystem 200 der 2 produziert wird.
Die vier getrennten elektrischen Leitungen des Leadframes 110 umfassen ferner externe Kontaktflächen 121, 122, 123, 124 zur externen Kontaktierung der dann angebrachten beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204.
Das Raddrehzahlsensorsystem 100 umfasst ferner einen Sensorelementträger 130, in den das Leadframe 110 eingebettet ist.
In 1 sind vier Fixierelemente 101, 102, 103, 104 dargestellt. Der Sensorelementträger 130 weist für jedes der beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 ein zugehöriges Fixierelement 101, 102, 103, 104 auf, um das jeweilige Raddrehzahlsensorelement 201, 202, 203, 204 auf dem Sensorelementträger 130 zu fixieren.
Ferner umfasst jedes der beiden Raddrehzahlsensorelemente (201, 202, 203, 204 jeweils ein elektrisches Messelement 201, 203 zur Messwerterfassung und einen zugehörigen elektrischen Schaltkreis 202, 204 zur Messwertaufbereitung. Diese Bauelemente sind näher in 2 dargestellt. 1 zeigt nur die Fixierelemente 101, 102, 103, 104, die zur Aufnahme der zwei Messelemente 201, 203 und der zwei zugehörigen elektrischen Schaltkreise 202, 204 vorgesehen sind. Damit sind das jeweilige elektrische Messelement 201, 203 und der jeweilige zugehörige elektrische Schaltkreis 202, 204 als separate bauliche Komponenten auf dem Sensorelementträger 130 realisiert und können in den entsprechenden Fixierelementen 101, 102, 103, 104 auf dem Sensorelementträger 130 montiert werden.
Der Sensorelementträger 130 ist so ausgestaltet, dass er baugleiche erste 201, 202 und zweite 203, 204 Raddrehzahlsensorelemente aufnehmen kann. Die beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 können dabei nebeneinander auf dem Sensorelementträger 130 angebracht werden, d.h. mit so dass ihre Hauptachsen parallel zueinander verlaufen.
In 1 ist zu erkennen, dass die externen Kontaktflächen 121, 122, 123, 124 der elektrischen Leitungen des Leadframes 110 einen gleichmäßigen Abstand zueinander aufweisen und dass diese externen Kontaktflächen 121, 122, 123, 124 zum Anschluss von Stecker- oder Kabelkontakten (siehe 2) extern aus dem Sensorelementträger 130 herausgeführt sind.
Ferner ist in 1 ein Fixierelement 140 zur Positionierung des Sensorelementträgers 130 in einem Spritzgießwerkzeug bei einer nachfolgenden Fertigung des Radsensorgehäuses dargestellt.
2 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines Raddrehzahlsensorsystems 200 umfassend eine Baugruppe aus Sensorelementträger mit fixierten und kontaktieren Sensorelementen sowie angeschlossenem Kabel gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
2 zeigt ein Raddrehzahlsensorsystem 200 gemäß einem folgenden Fertigungsschritt, bei dem die Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 in die Fixierelemente 101, 102, 103, 104 des Sensorelementträgers 130 des Raddrehzahlsensorsystems 100 gemäß der Darstellung in 1 eingebracht und elektrisch kontaktiert sind.
Das Raddrehzahlsensorsystem 200, das an einer Fahrzeugachse montiert werden kann, umfasst die oben zu 1 beschriebenen zwei Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204, die in den oben zu 1 beschriebenen Fixierelementen 101, 102, 103, 104 gehalten und fixiert sind.
Das in die Fixierelemente 101, 102 montierte erste Raddrehzahlsensorelement 201, 202 umfasst einen ersten 211 und einen zweiten 212 elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das erste Raddrehzahlsensorelement 201, 202 erfassten ersten Sensordaten. Das in die Fixierelemente 103, 104 montierte zweite Raddrehzahlsensorelement 203, 204 umfasst einen ersten 213 und einen zweiten 214 elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das zweite Raddrehzahlsensorelement 203, 204 erfassten zweiten Sensordaten.
Das Raddrehzahlsensorsystem 200 umfasst ferner das oben zu 1 bereits dargestellte Leadframe 110 mit vier getrennten elektrischen Leitungen, welche sensorelementseitige Kontaktflächen 111, 112, 113, 114 aufweisen, die jeweils mit den ersten 211, 213 und zweiten elektrischen Anschlüssen 212, 214 der beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 kontaktiert sind.
Die vier getrennten elektrischen Leitungen des Leadframes 110 umfassen ferner externe Kontaktflächen 121, 122, 123, 124 zur externen Kontaktierung, die mit Kabelkontakten 250 einer jeweiligen Ader 261 eines externen Kabels 260 elektrisch kontaktiert sind. Das Raddrehzahlsensorsystem 200 umfasst ferner den bereits oben zu 1 beschriebenen Sensorelementträger 130, in den das Leadframe 110 eingebettet ist.
Das erste Raddrehzahlsensorelement 201, 202 und das zweite Raddrehzahlsensorelement 203, 204 können jeweils ein magnetisches Sensorelement umfassen, beispielsweise ein anisotropes magneto-resistives (AMR) Sensorelement oder ein Hall-Sensorelement, wie oben im einleitenden Teil beschrieben.
Das erste Raddrehzahlsensorelement 201, 202 ist in der Darstellung der 2 baugleich zu dem zweiten Raddrehzahlsensorelement 203, 204 ausgeführt ist, so dass es als redundantes Sensorelement dienen kann. In 2 ist zu sehen, dass das erste Raddrehzahlsensorelement 201, 202 und das zweite Raddrehzahlsensorelement 203, 204 nebeneinander auf dem Sensorelementträger montiert sind.
Die Kontakte der sensorelementseitigen Kontaktflächen 111, 112, 113, 114 können mit den jeweiligen ersten 211, 213 und zweiten elektrischen Anschlüssen 212, 214 der beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 als Schweißkontakte ausgeführt sein. Alternativ sind andere Kontakttechniken möglich, beispielsweise als Lötkontakte oder Klebekontakte.
Wie bereits oben zu 1 beschrieben, weisen die externen Kontaktflächen 121, 122, 123, 124 der elektrischen Leitungen des Leadframes 110 einen gleichmäßigen Abstand zueinander auf und sind zum Anschluss von Stecker- oder Kabelkontakten 250 extern aus dem Sensorelementträger 130 herausgeführt. In der Darstellung der 2 sind Kabelkontakte 250 ausgeführt. Alternativ können die Kontaktflächen 121, 122, 123, 124 mit Stecker-Kontakten verbunden werden.
Wie bereits zu 1 beschrieben umfassen das erste Raddrehzahlsensorelement 201, 202 und das zweite Raddrehzahlsensorelement 203, 204 jeweils ein elektrisches Messelement 201, 203 zur Messwerterfassung und einen zugehörigen elektrischen Schaltkreis 202, 204 zur Messwertaufbereitung. Dieser elektrische Schaltkreis 202, 204 kann beispielsweise einen EMV-Kondensator umfassen, um das Messsignal entsprechend Vorgaben zur elektro-magnetischen Verträglichkeit (EMV) aufzubereiten. Alternativ kann das Messsignal durch eine anschließende Signalverarbeitung entsprechend geformt werden, beispielsweise wie oben im einleitenden Teil beschrieben.
In 2 ist zu sehen, dass das elektrische Messelement 201, 203 und der zugehörige elektrische Schaltkreis 202, 204 jeweils als vier separate bauliche Komponenten auf dem Sensorelementträger 130 montiert sind.
An der Unterseite des Sensorelementträgers 130 ist ein Fixierelement 140 zur Positionierung des Sensorelementträgers 130 in einem Spritzgießwerkzeug des Radsensorgehäuses dargestellt.
Eine Ausführungsform des Raddrehzahlsensorsystems 200 wird im Folgenden näher beschrieben.
Basierend auf der Technologie des Serien-Radsensors wird ein Sensorelementträger 130, z.B. aus thermoplastischen Kunststoff (nachfolgend Carrier genannt) eingesetzt, der folgende Funktionen vereint:

– Geometrisch definierte Aufnahme und Fixierung des Sensorelements 201, 202, 203, 204;
– Bereitstellung von Fixierelementen 140, die den Carrier 130 mit dem im Carrier fixierten Element 201, 202, 203, 204 beim Fertigen des Sensorgehäuses durch Spritzgießen mit einem thermoplastischen Kunststoff in definierter Position im Spritzgießwerkzeug fixiert;
– Bereitstellung von Dichtelementen, die z.B. beim Spritzgießen des Sensorgehäuses wieder aufschmelzen und mit dem Kunststoff des Gehäuses eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung eingehen;
– Bereitstellung von Elementen (z.B. dem beschriebenen Leadframe 110), die eine elektrische Kontaktierung mit dem Sensorelement 201, 202, 203, 204, sowie dem Kabel 260 oder Steckkontakten eines am Sensorgehäuse integrierten Steckers ermöglichen;
– Bereitstellung von Elementen, die die elektrischen Anschlüsse des Sensorelements vor mechanischen Belastungen während der Fertigung, während des Einbaus im Fahrzeug (und Ausbau im Reparaturfall) sowie während des Betriebs im Fahrzeug schützen

Zur Aufnahme der zwei Sensorelemente 201, 202, 203, 204 sind die Fixierelemente 101, 102, 103, 104 für diese nebeneinander auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet, wobei ein minimaler Abstand durch die Breite der elektrischen Anschlüsse der beiden Sensorelemente limitiert ist. Um eine minimale Breite zu erzielen, ist der Abstand der inneren Anschlüsse der Sensorelemente so minimiert, dass eine direkte Kontaktierung eines Kabels oder Steckkontakten ein zu hohes Fehlerpotential in der Fertigung bedeuten kann. Um einen ausreichend großen und gleichmäßigen Abstand der Anschlüsse für Kabel oder Stecker zu gewährleisten, ist im Carrier 130 ein Leadframe 110 integriert. Dieses stellt sensorelementseitig Kontaktflächen 211, 212, 213, 214 zur Verfügung, so dass die Anschlüsse der Sensorelemente per Schweißung (Widerstands-, Laser-, oder Ultraschallschweißung) mit diesem Leadframe 110 verbunden werden. Diese Verbindung stellt auch die mechanische Entlastung der Sensorelemente dar. Kabel- oder steckerseitig bildet das Leadframe Kontakte 121, 122, 123, 124 mit gleichmäßigem und ausreichend großem Abstand zueinander, so dass hier mit hoher Fertigungssicherheit die Adern 261 eines Kabels 260 oder Kontakte für einen Stecker angeschlossen werden. Als Kontaktierungsverfahren sind sowohl Splice- als auch Schweißverfahren einsetzbar.
Die gesamte Baugruppe, bestehend aus dem Carrier 130 mit Leadframe 110, zwei Sensorelementen 201, 202, 203, 204 und angeschlossenem Kabel 260 oder Stecker-Kontakten kann dann in herkömmlicher Weise zum gehäusten Raddrehzahlsensor weiter verarbeitet werden.
3 zeigt eine Seitenansicht des Sensorsystems 200 gemäß 2 mit Fixierelement 140 zur Positionierung im Spritzgießwerkzeug des Radsensorgehäuses gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Das Fixierelement 140 verleiht dem Raddrehzahlsensorsystem 200 eine ausreichende mechanische Stabilität in der Fertigung des Radsensorgehäuses, beispielsweise im Spritzgießverfahren. Das Fixierelement 140 kann an dem Raddrehzahlsensorsystem 200 angebracht werden, beispielsweise in einer Ausnehmung auf einer Seite, z.B. der Unterseite des Raddrehzahlsensorsystems 200, und nach dem Spritzgießen des Sensorgehäuses abgenommen werden. Alternativ kann das Fixierelement 140 bereits zusammen mit dem Sensorelementträger 130 als ein einheitliches Bauteil gefertigt sein und nach dem Spritzgießen des Sensorgehäuses abgenommen werden. Das Fixierelement 140 kann einen beispielsweise quadratischen oder rechteckigen Träger umfassen sowie einen beispielsweise rund ausgeführten Arm, mit dem das Fixierelement 140 den Sensorelementträger 130 fixieren kann. In dem Ausführungsbeispiel der 3 ist an dem Arm ein umlaufendes, rippenförmiges Dichtelement 301 angebracht, das beispielsweise als Schmelzrippe ausgeführt sein kann, um beim Spritzgießen zu schmelzen und eine gas- und wasserdichte Verbindung des Sensorgehäuses herzustellen.
4 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Oberseite eines im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensors 400 mit noch vorhandenem Fixierelement 140 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Der Radsensor 400 umfasst das oben zu 2 beschriebene Raddrehzahlsensorsystem 200 mit aufgespritztem Sensorgehäuse 401 und an einer Rückseite herausgeführtem Kabel 260, das gas- und flüssigkeitsdicht mit dem Sensorgehäuse 401 verbunden ist. Das Fixierelement 140 kann in einem nächsten Fertigungsschritt vom Sensorgehäuse 401 abgetrennt werden ohne das Sensorgehäuse 401 zu beschädigen.
5 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Oberseite des im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensors 400 der 4 mit abgetrenntem Fixierelement gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Beim Abtrennen des Fixierelements 140 bleibt ein kleiner runder oder ovaler Rand 501 übrig innerhalb dessen die Ausnehmung in dem Sensorgehäuse 401 durch das oben zu 3 beschriebene geschmolzene und wieder verfestigte Dichtelement 301 gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen ist.
6 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Unterseite des im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensor 400 der 5 mit Kennzeichnung der Lage der Lesepunkte der Sensorelemente gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
An den beiden Positionen 601, 602 an der Unterseite des Radsensors 400 sind die Lesepunkte der beiden Sensorelemente ausgeführt.
Diese Lesepunkte können sich alternativ auch an der Oberseite oder der Stirnseite des Radsensors 400 befinden.
7 zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensors 700 mit integriertem Stecker gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Der Radsensor 700 umfasst das oben zu 2 beschriebene Raddrehzahlsensorsystem 200 mit aufgespritztem Sensorgehäuse 701 und an einer Rückseite herausgeführtem Stecker 702, der mit dem Sensorgehäuse 701 eine Einheit bildet. Der Stecker 702 ist mit elektrischen Kontakten an den oben beschriebenen externen Kontaktflächen 121, 122, 123, 124 des Leadframes 110 verbunden, welche innerhalb des Sensorgehäuses 701 gas- und flüssigkeitsdicht verschlossen sind.
8 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Oberseite eines Raddrehzahlsensorsystems 800 mit Fixierelementen für die Sensorelemente und Aussparungen zur Fixierung des Sensorelementträgers im Spritzgießwerkzeug gemäß einer beispielhaften alternativen Ausführungsform.
Das Raddrehzahlsensorsystem 800, das an einer Fahrzeugachse montiert werden kann, umfasst zwei Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204, die in der Darstellung der 8 noch nicht montiert sind. Stattdessen sind Fixierelemente 101, 102, 103, 104 zur Aufnahme und Fixierung der Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 zu erkennen.
Das Raddrehzahlsensorsystem 100 umfasst ferner ein Leadframe 110 mit vier getrennten elektrischen Leitungen, welche sensorelementseitige Kontaktflächen 111, 112, 113, 114 aufweisen, die jeweils mit den ersten 211, 213 und zweiten elektrischen Anschlüssen 212, 214 der beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 zu kontaktieren sind entsprechend der obigen Beschreibung zu den 1 und 2. Die vier getrennten elektrischen Leitungen des Leadframes 110 umfassen ferner externe Kontaktflächen 121, 122, 123, 124 zur externen Kontaktierung der dann angebrachten beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204.
Das Raddrehzahlsensorsystem 800 umfasst ferner einen Sensorelementträger 830, in den das Leadframe 110 eingebettet ist. Die Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 sind entsprechend der obigen Beschreibung zu den 1 und 2 ausgeführt. Das Leadframe 110 kann ebenfalls in gleicher Weise ausgeführt sein.
Im Unterschied zu der Ausführung gemäß den 1 und 2 ist in dem Sensorelementträger 830 eine Ausnehmung bzw. Aussparung 801 mit umlaufendem Dichtelement 802 angebracht. Mit der Ausnehmung bzw. Aussparung 801 und den unten zu 9 beschriebenen weiteren Ausnehmungen kann der Sensorelementträger 830 im Spritzgießwerkzeug des Sensorgehäuses fixiert werden.
Das Dichtelement 802 bildet beim Spritzgießen des Sensorgehäuses eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem Sensorgehäuse. Das Dichtelement 802 kann beispielsweise als Schmelzrippe ausgeführt sein, die kreisförmig um die Aussparung 801 herum angeordnet ist.
9 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Unterseite des Raddrehzahlsensorsystems 800 aus 8 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
An Unterseite des Sensorelementträgers 830 sind drei Ausnehmungen bzw. Aussparungen 902, 903, 904 mit jeweils umlaufenden Dichtelementen 905, 906, 907 angebracht. Mit den Aussparungen 902, 903, 904 kann der Sensorelementträger 830 im Spritzgießwerkzeug des Sensorgehäuses fixiert werden. Alternativ können jede andere Anzahl von Aussparungen auf der Unterseite und/oder der Oberseite des Sensorelementträgers 800 vorgesehen sein.
Die Dichtelemente 904, 905, 906 bilden beim Spritzgießen des Sensorgehäuses eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem Sensorgehäuse. Die Dichtelemente 904, 905, 906 können beispielsweise als Schmelzrippen ausgeführt sein, die kreisförmig oder oval um die jeweiligen Aussparungen 901, 902, 903 herum angeordnet sind.
10 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Oberseite eines im Spritzgießverfahren gefertigten Radsensors 1000 gemäß einer beispielhaften alternativen Ausführungsform.
Der Radsensor 1000 umfasst das oben zu 8 beschriebene Raddrehzahlsensorsystem 800 mit montierten und kontaktierten Raddrehzahlsensorelementen 201, 202, 203, 204. Ferner ist das ist das Sensorgehäuse 1001 aufgespritzt und an einer Rückseite ist ein Kabel 1060 herausgeführt, das gas- und flüssigkeitsdicht mit dem Sensorgehäuse 1001 verbunden ist.
Im vorderen Teil der Oberseite des Sensorgehäuses 1001 ist noch eine leichte Auskerbung 801 zu erkennen, welche der oben zu 8 beschriebenen Ausnehmung 801 entspricht, welche mit dem aufgeschmolzenen und wieder verfestigten Dichtelement 802 verschlossen ist.
Das Sensorgehäuse 1001 wird von einer Halterung 1080 umschlossen, in welcher eine Öffnung 1081 vorgesehen ist, um den Radsensor 1000 beispielsweise mit einer Schraub- oder Nietverbindung an der Achse eines Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe zum Rad anzubringen.
11 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Unterseite des Radsensors 1000 der 10 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Im vorderen Teil der Unterseite des Sensorgehäuses 1001 sind drei Auskerbungen 901, 902, 903 zu erkennen, welche den oben zu 9 beschriebenen Ausnehmungen 901, 902, 903 entsprechen, welche mit den drei aufgeschmolzenen und wieder verfestigten Dichtelementen 904, 905, 906 verschlossen sind.
Gemäß der Darstellung in 11, welche die Unterseite zeigt, ist die Halterung 1080 mit der Öffnung 1081 hier auf der rechten Seite zu sehen.
12 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 1200 zur Fertigung eines Raddrehzahlsensorsystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Das Verfahren 1200 umfasst als ersten Fertigungsschritt das Bereitstellen 1201 eines Leadframes 110 mit vier getrennten elektrischen Leitungen, die jeweils sensorelementseitige 111, 112, 113, 114 und externe 121, 122, 123, 124 Kontaktflächen aufweisen.
Das Verfahren 1200 umfasst als zweiten Fertigungsschritt das Bereitstellen 1202 eines Sensorelementträgers 130 mit Fixierelementen 101, 102, 103, 104 zum Fixieren von zwei Raddrehzahlsensorelementen 201, 202, 203, 204, die jeweils über einen ersten 211, 213 und einen zweiten 212, 214 elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das jeweilige Raddrehzahlsensorelement 201, 202, 203, 204 erfassten Sensordaten verfügen.
Das Verfahren 1200 umfasst als dritten Fertigungsschritt das Einbetten 1203 des Leadframes 110 in den Sensorelementträger 130, so dass die externen Kontaktflächen 121, 122, 123, 124 der elektrischen Leitungen zur externen Kontaktierung aus dem Sensorelementträger 130 herausgeführt sind.
Das Verfahren 1200 umfasst als vierten Fertigungsschritt das Fixieren 1204 der beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 auf dem Sensorelementträger 130 unter Verwendung der Fixierelemente 101, 102, 103, 104.
Das Verfahren 1200 umfasst als fünften Fertigungsschritt das Anschließen 1205 der ersten 211, 213 und zweiten 212, 214 elektrischen Anschlüsse der beiden Raddrehzahlsensorelemente 201, 202, 203, 204 an den jeweiligen sensorelementseitigen Kontaktflächen 111, 112, 113, 114 der elektrischen Leitungen des Leadframes 110.
Der Sensorelementträger 830 kann Aussparungen 801, 901, 902, 903 und um die Aussparungen 801, 901, 902, 903 herum angebrachte Schmelzrippen 802, 904, 905, 906 umfassen, wie oben zu den 8 und 9 dargestellt.
Das Verfahren 1200 kann ferner den folgenden Schritt umfassen: Befestigen eines Spritzgießwerkzeugs zum Spritzgießen eines Sensorgehäuses 1001 an den Aussparungen 801, 901, 902, 903 des Sensorelementträgers 830.
Das Verfahren 1200 kann ferner den folgenden Schritt umfassen: Spritzgießen eines Sensorgehäuses 1001 mit dem Spritzgießwerkzeug um den Sensorelementträger 130 mit eingebettetem Leadframe 110 und fixierten und angeschlossenen Raddrehzahlsensorelementen 201, 202, 203, 204 herum unter Erzeugung einer gas- und flüssigkeitsdichten Verbindung des Sensorgehäuses 1001 mit den Schmelzrippen 802, 904, 905, 906 des Sensorelementträgers 830.
Mit dem Verfahren 1200 kann das oben zu den 1 bis 11 beschriebene Raddrehzahlsensorsystem 100, 200, 800 bzw. die dort beschriebenen Radsensoren gefertigt werden.
Es ist selbstverständlich, dass die Merkmale der verschiedenen beispielhaft hierin beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, außer wenn spezifisch anderweitig angegeben. Wie in der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt müssen einzelne Elemente, die in Verbindung stehend dargestellt wurden, nicht direkt miteinander in Verbindung stehen; Zwischenelemente können zwischen den verbundenen Elementen vorgesehen sein. Ferner ist es selbstverständlich, dass Ausführungsformen der Erfindung in einzelnen Schaltungen, teilweise integrierten Schaltungen oder vollständig integrierten Schaltungen oder Programmiermitteln implementiert sein können. Der Begriff „beispielsweise“ ist lediglich als ein Beispiel gemeint und nicht als das Beste oder Optimale. Es wurden bestimmte Ausführungsformen hierin veranschaulicht und beschrieben, doch für den Fachmann ist es offensichtlich, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder gleichartigen Implementierungen anstelle der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen verwirklicht werden können, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

100: Raddrehzahlsensorsystem gemäß einer Ausführungsform
101: erstes Fixierelement
102: zweites Fixierelement
103: drittes Fixierelement
104: viertes Fixierelement
110: Leadframe
111: sensorelementseitige erste Kontaktfläche
112: sensorelementseitige zweite Kontaktfläche
113: sensorelementseitige dritte Kontaktfläche
114: sensorelementseitige vierte Kontaktfläche
121: erste externe Kontaktfläche des Leadframes
122: zweite externe Kontaktfläche des Leadframes
123: dritte externe Kontaktfläche des Leadframes
124: vierte externe Kontaktfläche des Leadframes
130: Sensorelementträger
140: Fixierelement zur Positionierung des Sensorelementträgers im Spritzgießwerkzeug
200: Raddrehzahlsensorsystem gemäß einer Ausführungsform
201, 202: erstes Raddrehzahlsensorelement mit:
201: elektrischem Messelement, und
202: zugehörigem elektrischen Schaltkreis, beispielsweise EMV Kondensator
203, 204: zweites Raddrehzahlsensorelement mit:
203: elektrischem Messelement, und
204: zugehörigem elektrischen Schaltkreis, beispielsweise EMV Kondensator
211: erster elektrischer Anschluss des ersten Raddrehzahlsensorelements
212: zweiter elektrischer Anschluss des ersten Raddrehzahlsensorelements
213: erster elektrischer Anschluss des zweiten Raddrehzahlsensorelements
214: zweiter elektrischer Anschluss des zweiten Raddrehzahlsensorelements
260: herausgeführtes Kabel
261: Ader des Kabels 260
301: Dichtelement
400: Radsensor
401: Sensorgehäuse
501: Rand
601: erste Position des Lesepunkts für das erste Sensorelement
602: zweite Position des Lesepunkts für das zweite Sensorelement
700: Radsensor
701: Sensorgehäuse
702: Stecker
800: Raddrehzahlsensorsystem
801: Aussparung
802: Dichtelement
810: Leadframe
830: Sensorelementträger
901: erste Aussparung
902: zweite Aussparung
903: dritte Aussparung
904: erstes Dichtelement
905: zweites Dichtelement
906: drittes Dichtelement
1000: Radsensor
1001: Sensorgehäuse
1060: Kabel
1080: Halterung
1081: Öffnung
1200: Verfahren zum Fertigen eines Raddrehzahlsensorsystems
1201: erster Schritt: Bereitstellen
1202: zweiter Schritt: Bereitstellen
1203: dritter Schritt: Einbetten
1204: vierter Schritt: Fixieren
1205: fünfter Schritt: Anschließen

Claims

Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) zur Montage an einer Fahrzeugachse, mit: einem ersten Raddrehzahlsensorelement (201, 202) mit einem ersten (211) und einem zweiten (212) elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das erste Raddrehzahlsensorelement (201, 202) erfassten ersten Sensordaten; einem zweiten Raddrehzahlsensorelement (203, 204) mit einem ersten (213) und einem zweiten (214) elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das zweite Raddrehzahlsensorelement (203, 204) erfassten zweiten Sensordaten; einem Leadframe (110) mit vier getrennten elektrischen Leitungen, welche sensorelementseitige Kontaktflächen (111, 112, 113, 114) aufweisen, die jeweils mit den ersten (211, 213) und zweiten elektrischen Anschlüssen (212, 214) der beiden Raddrehzahlsensorelemente (201, 202, 203, 204) kontaktiert sind, und welche externe Kontaktflächen (121, 122, 123, 124) zur externen Kontaktierung der beiden Raddrehzahlsensorelemente (201, 202, 203, 204) aufweisen; und einem Sensorelementträger (130), in den das Leadframe (110) eingebettet ist.
Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) nach Anspruch 1, wobei das erste Raddrehzahlsensorelement (201, 202) und das zweite Raddrehzahlsensorelement (203, 204) jeweils ein magnetisches Sensorelement umfassen, insbesondere ein anisotropes magneto-resistives (AMR) Sensorelement oder ein Hall-Sensorelement.
Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Raddrehzahlsensorelement (201, 202) baugleich zu dem zweiten Raddrehzahlsensorelement (203, 204) ausgeführt ist.
Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Raddrehzahlsensorelement (201, 202) und das zweite Raddrehzahlsensorelement (203, 204) nebeneinander auf dem Sensorelementträger montiert sind.
Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kontakte der sensorelementseitigen Kontaktflächen (111, 112, 113, 114) mit den jeweiligen ersten (211, 213) und zweiten elektrischen Anschlüssen (212, 214) der beiden Raddrehzahlsensorelemente (201, 202, 203, 204) als Schweißkontakte ausgeführt sind.
Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die externen Kontaktflächen (121, 122, 123, 124) der elektrischen Leitungen des Leadframes (110) einen gleichmäßigen Abstand zueinander aufweisen.
Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die externen Kontaktflächen (121, 122, 123, 124) der elektrischen Leitungen des Leadframes (110) zum Anschluss von Stecker- oder Kabelkontakten (250) extern aus dem Sensorelementträger (130) herausgeführt sind.
Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sensorelementträger (130) für jedes der beiden Raddrehzahlsensorelemente (201, 202, 203, 204) ein Fixierelement (101, 102, 103, 104) zur Fixierung des jeweiligen Raddrehzahlsensorelements (201, 202, 203, 204) auf dem Sensorelementträger (130) umfasst.
Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Raddrehzahlsensorelement (201, 202) und das zweite Raddrehzahlsensorelement (203, 204) jeweils ein elektrisches Messelement (201, 203) zur Messwerterfassung und einen zugehörigen elektrischen Schaltkreis (202, 204) zur Messwertaufbereitung umfassen.
Raddrehzahlsensorsystem (100, 200) nach Anspruch 9, wobei das elektrische Messelement (201, 203) und der zugehörige elektrische Schaltkreis (202, 204) als separate bauliche Komponenten auf dem Sensorelementträger (130) montiert sind.
Raddrehzahlsensorsystem (800) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sensorelementträger (830) Aussparungen (801, 901, 902, 903) zur Befestigung des Sensorelementträgers (830) in einem Spritzgießwerkzeug zum Spritzgießen eines Sensorgehäuses (1001) umfasst.
Raddrehzahlsensorsystem (800) nach Anspruch 11, wobei der Sensorelementträger (830) Dichtelemente (802, 904, 905, 906) umfasst, die beim Spritzgießen des Sensorgehäuses (1001) eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem Sensorgehäuse (1001) eingehen.
Raddrehzahlsensorsystem (800) nach Anspruch 12, wobei die Dichtelemente (802, 904, 905, 906) als Schmelzrippen ausgeführt sind, die kreisförmig um die Aussparungen (801, 901, 902, 903) herum angeordnet sind.
Verfahren (1200) zur Fertigung eines Raddrehzahlsensorsystems (100, 200), mit den folgenden Schritten: Bereitstellen (1201) eines Leadframes (110) mit vier getrennten elektrischen Leitungen, die jeweils sensorelementseitige (111, 112, 113, 114) und externe (121, 122, 123, 124) Kontaktflächen aufweisen; Bereitstellen (1202) eines Sensorelementträgers (130) mit Fixierelementen (101, 102, 103, 104) zum Fixieren von zwei Raddrehzahlsensorelementen (201, 202, 203, 204), die jeweils über einen ersten (211, 213) und einen zweiten (212, 214) elektrischen Anschluss zur Übertragung von durch das jeweilige Raddrehzahlsensorelement (201, 202, 203, 204) erfassten Sensordaten verfügen; Einbetten (1203) des Leadframes (110) in dem Sensorelementträger (130), so dass die externen Kontaktflächen (121, 122, 123, 124) der elektrischen Leitungen zur externen Kontaktierung aus dem Sensorelementträger (130) herausgeführt sind; Fixieren (1204) der beiden Raddrehzahlsensorelemente (201, 202, 203, 204) auf dem Sensorelementträger (130) unter Verwendung der Fixierelemente (101, 102, 103, 104); und Anschließen (1205) der ersten (211, 213) und zweiten (212, 214) elektrischen Anschlüsse der beiden Raddrehzahlsensorelemente (201, 202, 203, 204) an den jeweiligen sensorelementseitigen Kontaktflächen (111, 112, 113, 114) der elektrischen Leitungen des Leadframes (110).
Verfahren (1200) nach Anspruch 14, wobei der Sensorelementträger (830) Aussparungen (801, 901, 902, 903) und um die Aussparungen (801, 901, 902, 903) herum angebrachte Schmelzrippen (802, 904, 905, 906) umfasst, und das Verfahren (1200) ferner folgende Schritte umfasst: Befestigen eines Spritzgießwerkzeugs zum Spritzgießen eines Sensorgehäuses (1001) an den Aussparungen (801, 901, 902, 903) des Sensorelementträgers (830); und Spritzgießen eines Sensorgehäuses (1001) mit dem Spritzgießwerkzeug um den Sensorelementträger (130) mit eingebettetem Leadframe (110) und fixierten und angeschlossenen Raddrehzahlsensorelementen (201, 202, 203, 204) herum unter Erzeugung einer gas- und flüssigkeitsdichten Verbindung des Sensorgehäuses (1001) mit den Schmelzrippen (802, 904, 905, 906) des Sensorelementträgers (830).