DE102021200064A1

DE102021200064A1 - sensor carrier

Info

Publication number: DE102021200064A1
Application number: DE102021200064.9A
Authority: DE
Inventors: Dirk Raschke
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-01-07
Filing date: 2021-01-07
Publication date: 2022-07-07

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Sensorträger zum Halten eines Sensors, der als eine Dreipunkthalterung gebildet ist, aufweisend eine Grundplatte, auf welcher ein Teil des Sensors nach Montage aufliegt, wobei an einem der Grundplatte gegenüberliegenden Bereich zwei voneinander beabstandete Federelemente derart angeordnet sind, dass sie beim Einsetzen des zu haltenden Sensors eine Vorspannung bereitstellen.

Proposed is a sensor carrier for holding a sensor, which is formed as a three-point bracket, having a base plate on which part of the sensor rests after assembly, with two spaced-apart spring elements being arranged in an area opposite the base plate in such a way that they provide a bias to be held sensor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensorträger.The present invention relates to a sensor carrier.

In vielen Anwendungsgebieten müssen Sensoren gegen einen Einfluss von Medien von außen geschützt werden. Je nach Anwendung sind diese Medien Wasser oder Schmierflüssigkeiten wie Öl. Deshalb werden solche Sensoren mit einer Schutzschicht umspritzt. Allerdings entsteht häufig das Problem, eine vollständige Umspritzung bereitzustellen, da die Sensoren mit ihrem Träger und gegebenenfalls noch anderen damit verbundenen Bauteilen häufig während des Umspritzens mit einem Werkzeug gehalten werden müssen. An den Stellen, an denen sie gehalten werden, ist die Umspritzung häufig nicht vollständig und muss nachträglich geschlossen werden.In many areas of application, sensors must be protected against the influence of external media. Depending on the application, these media are water or lubricating liquids such as oil. For this reason, such sensors are overmoulded with a protective layer. However, the problem often arises of providing a complete encapsulation, since the sensors with their carrier and possibly other components connected thereto often have to be held with a tool during the encapsulation. At the points where they are held, the encapsulation is often not complete and must be subsequently closed.

In der Druckschrift DE 10 2014 208 595 A1 ist eine Anordnung zum Halten zumindest eines Sensors, z.B. eines Hallsensors, mit einer Trägerstruktur vorgeschlagen, bei der die Trägerstruktur, also die Komponenten von Sensor bis zur Steckerverbindung nach außerhalb, eine Versteifung aufweisen. Durch die Versteifung beim Umspritzen wird kein Niederhalter mehr benötigt.In the pamphlet DE 10 2014 208 595 A1 an arrangement for holding at least one sensor, for example a Hall sensor, is proposed with a support structure in which the support structure, ie the components from the sensor to the plug connection to the outside, have a stiffening. Due to the stiffening during overmoulding, a hold-down device is no longer required.

Außer der vollständigen Umspritzung der Sensoranordnung ist es auch bei manchen Sensoren, insbesondere bei Hallsensoren, manchmal der Fall, dass die thermische Ausdehnung der umgebenden Materialien Einfluss auf das Ausgangssignal des Sensors hat, da Hallsensoren prinzipbedingt oft druckempfindlich reagieren. Bisher ist keine Lösung bekannt, die dieses Problem löst.In addition to the complete encapsulation of the sensor arrangement, it is also sometimes the case with some sensors, especially Hall sensors, that the thermal expansion of the surrounding materials has an influence on the output signal of the sensor, since Hall sensors are inherently pressure-sensitive. So far there is no known solution that solves this problem.

Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Sensorträger bereitzustellen, der dieses Problem löst. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Therefore, it is an object of this invention to provide a sensor mount that solves this problem. According to the invention, this object is achieved by the features of the independent patent claims. Advantageous configurations are the subject matter of the dependent claims.

Vorgeschlagen wird ein Sensorträger zum Halten eines Sensors, der als eine Dreipunkthalterung gebildet ist, aufweisend eine Grundplatte, auf welcher ein Teil des Sensors nach Montage aufliegt, wobei an einem der Grundplatte gegenüberliegenden Bereich zwei voneinander beabstandete Federelemente derart angeordnet sind, dass sie beim Einsetzen des zu haltenden Sensors eine Vorspannung bereitstellen.Proposed is a sensor carrier for holding a sensor, which is formed as a three-point bracket, having a base plate on which part of the sensor rests after assembly, with two spaced-apart spring elements being arranged in an area opposite the base plate in such a way that they provide a bias to be held sensors.

Ziel der Erfindung ist es, einen Sensorträger bereitzustellen, bei dem möglichst wenig Druckkräfte auf den Sensor wirken, die zu einer Beeinflussung der Funktionsfähigkeit, genauer des Ausgangssignals, des Sensors führen können. Dies wird durch die erfindungsgemäße Dreipunkthalterung gewährleistet.The aim of the invention is to provide a sensor carrier in which the fewest possible compressive forces act on the sensor, which could affect the functionality, more precisely the output signal, of the sensor. This is ensured by the three-point mounting according to the invention.

In einer Ausführung ist der Sensor ein Hallsensor. Da insbesondere druckempfindliche Sensoren von der Problematik betroffen sind, eignet sich der Sensorträger hierfür besonders gut.In one embodiment, the sensor is a Hall sensor. Since pressure-sensitive sensors in particular are affected by the problem, the sensor carrier is particularly well suited for this.

In einer Ausführung weist der Sensor eine Tonnenform auf und die Federelemente sind an jeweils einer Kante des Sensors angeordnet. Bei einer Form mit abgeschrägten Kanten, wie sie bei einer Tonnenform vorhanden sind, können die Federelemente ideal platziert werden, um den Sensor zu halten.In one embodiment, the sensor has a barrel shape and the spring elements are each arranged on one edge of the sensor. A shape with beveled edges, such as those found in a barrel shape, allows the spring elements to be ideally placed to hold the sensor.

In einer Ausführung sind die Federelemente derart angeordnet, dass sie elektrische Anschlüsse des Sensors flankieren. Das heißt, dass die elektrischen Anschlüsse zwischen ihnen liegen.In one embodiment, the spring elements are arranged in such a way that they flank electrical connections of the sensor. This means that the electrical connections are between them.

In einer Ausführung sind die Federelemente als Kunststofffedern gebildet.In one embodiment, the spring elements are designed as plastic springs.

Vorgeschlagen wird ferner eine Anordnung zum Halten zumindest eines Sensors, mit einer Trägerstruktur, die an einem ersten Ende zumindest einen beschriebenen Sensorträger zum Halten eines Sensors und an einem zweiten Ende zumindest einen Anschlussstecker zur Kontaktierung aufweist.Also proposed is an arrangement for holding at least one sensor, with a support structure which has at least one described sensor support for holding a sensor at a first end and at least one connector plug for contacting at a second end.

In einer Ausführung ist die Anordnung mit einem Duroplast umspritzt.In one embodiment, the arrangement is overmoulded with a duroplast.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which show details according to the invention, and from the claims. The individual features can each be implemented individually or together in any combination in a variant of the invention.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

1 zeigt eine Anordnung zum Halten eines Sensors gemäß dem Stand der Technik.
2 zeigt eine Anordnung zum Halten eines Sensors gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.

Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the attached drawing.

1 shows an arrangement for holding a sensor according to the prior art.
2 Fig. 12 shows an arrangement for holding a sensor according to an embodiment of the present invention.

In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following descriptions of the figures, the same elements or functions are provided with the same reference symbols.

Zur Montage eines Sensors 1 an einer Trägerstruktur ist ein Sensorträger 2 vorgesehen, in dem der Sensor 1 platziert wird, bis er an der Trägerstruktur verschweißt und gegebenenfalls mit einem Kunststoff, z.B. einem Duroplast, umspritzt wird. Eine solche Anordnung zum Halten eines Sensors weist an einem ersten Ende zumindest einen Sensorträger 2 zum Halten eines Sensors 1 und an einem zweiten Ende zumindest einen Anschlussstecker 5 zur elektrischen Kontaktierung nach extern auf. Ferner weist die Trägerstruktur mehrere Stanzgitter 4 auf, die zur elektrischen und signaltechnischen Übertragung voneinander getrennt angeordnet und mit den Anschlüssen 6 des Sensors 1 kontaktiert sind. Auf diese Weise können über mehrere Kontakte bzw. Leitungen elektrische bzw. signaltechnische Übertragungen realisiert werden. Ferner weist die Trägerstruktur mittig zumindest einen Befestigungsflansch 3 zur gehäuseseitigen Befestigung auf. Der Anschlussstecker 5 ist auf der Rückseite vom Befestigungsflansch 3 vorgesehen. Stanzgitter 4, Sensorträger 2 etc. sind auf der gegenüberliegenden Vorderseite vorgesehen.A sensor carrier 2 is provided for mounting a sensor 1 on a carrier structure which the sensor 1 is placed until it is welded to the support structure and, if necessary, overmoulded with a plastic, for example a duroplast. Such an arrangement for holding a sensor has at least one sensor carrier 2 for holding a sensor 1 at a first end and at least one connector plug 5 for external electrical contact at a second end. Furthermore, the support structure has a plurality of stamped grids 4 which are arranged separately from one another for electrical and signaling transmission and are contacted with the connections 6 of the sensor 1 . In this way, electrical or signaling transmissions can be implemented via several contacts or lines. Furthermore, the carrier structure has at least one fastening flange 3 in the center for fastening on the housing side. The connector plug 5 is provided on the back of the mounting flange 3. Punched grid 4, sensor carrier 2 etc. are provided on the opposite front side.

Um eine Dichtheit der erfindungsgemäßen Anordnung gegenüber äußeren Einflüssen zu realisieren, kann eine Umspritzung der Anordnung mit einem Duroplast vorgesehen sein.In order to make the arrangement according to the invention impervious to external influences, the arrangement can be overmoulded with a duroplast.

Der Sensorträger 2 gemäß dem Stand der Technik ist in 1 gezeigt und im Wesentlichen wie eine Klammer aufgebaut. Er weist eine Bodenplatte 25 und eine Grundplatte 20 auf. Die Bodenplatte 25 ist mit der eine Grundplatte 20 verbunden. Diese weist daran anschließende und davon abgehende Klammerelemente 21, 22 an einem vorderen Bereich davon auf. Ein Teil des Sensors 1 liegt nach Montage auf der Grundplatte 20 auf. Ein weiterer Teil des Sensors 1 wird durch die Klammerelemente 21, 22 umschlossen, allerdings nicht vollständig, da auf der Seite, die der Grundplatte 20 gegenüberliegt, die elektrischen Anschlüsse 6 des Sensors 1 vorgesehen sind. Die Anschlüsse 6 sind mit den Stanzgittern 4 elektrisch bzw. signaltechnisch verbunden. Die Klammerelemente 21, 22 sind aus einem vorderen, der Bodenplatte 25 abgewandten Bereich der Grundplatte 20 heraus gebildet und integraler Bestandteil der Grundplatte 20, aber nicht mit der Bodenplatte 25 verbunden. Der Sensorträger 2 ist in der Regel aus einem einfachen Kunststoff gefertigt.The sensor carrier 2 according to the prior art is in 1 shown and constructed essentially like a bracket. It has a bottom plate 25 and a base plate 20 . The bottom plate 25 is connected to a base plate 20 . This has adjoining and outgoing clip elements 21, 22 on a front area thereof. A part of the sensor 1 rests on the base plate 20 after assembly. Another part of the sensor 1 is enclosed by the clamp elements 21, 22, but not completely, since the electrical connections 6 of the sensor 1 are provided on the side opposite the base plate 20. The connections 6 are connected to the pressed screens 4 electrically or in terms of signals. The clamp elements 21, 22 are formed from a front area of the base plate 20 facing away from the base plate 25 and are an integral part of the base plate 20, but are not connected to the base plate 25. The sensor carrier 2 is usually made from a simple plastic.

Wenn der Sensor 1 ein Hallsensor oder ein anderer druckempfindlicher Sensor ist, kann eine thermische Ausdehnung des Materials des Sensorträgers 2 Einfluss auf die Funktionsfähigkeit, d.h. des Ausgangssignals, des Sensors 1 haben, da durch die Umklammerung des Sensors 1 Druckkräfte auf den Sensor 1 wirken.If the sensor 1 is a Hall sensor or another pressure-sensitive sensor, thermal expansion of the material of the sensor carrier 2 can affect the functionality, i.e. the output signal, of the sensor 1, since the clasping of the sensor 1 causes pressure forces to act on the sensor 1.

Deshalb wird erfindungsgemäß ein neuer Sensorträger 2 vorgeschlagen, durch den die auf den Sensor 2 wirkenden Druckkräfte minimiert werden und damit keinen Einfluss mehr auf die Funktionsweise des Sensors 1 ausüben können.Therefore, according to the invention, a new sensor carrier 2 is proposed, through which the compressive forces acting on the sensor 2 are minimized and can therefore no longer influence the functioning of the sensor 1.

Dieser neue Sensorträger 2 ist in 2 dargestellt und weist ebenfalls eine Grundplatte 20 auf, auf welcher ein Teil des Sensors 1 nach Montage ebenfalls aufliegt. Im Gegensatz zum Stand der Technik schließt aber keine Klammer mit Klammerelementen 21,22 an die Grundplatte 20 an. Vielmehr ist der Sensorträger 2 nunmehr als eine Dreipunkthalterung gebildet, bei der die Grundplatte 20 als ein erster Haltepunkt bzw. eine erste Haltefläche dient und aus der Bodenplatte 25 herausragend gebildet ist (wie im Stand der Technik). An der Grundplatte 20 gegenüberliegenden Bereichen sind zwei voneinander beabstandete Federelemente 23, 24 aus der Bodenplatte 25 herausragend gebildet und derart angeordnet, dass sie als zweite und dritte Haltepunkte bzw. Halteflächen dienen.This new sensor carrier 2 is in 2 shown and also has a base plate 20 on which a part of the sensor 1 also rests after assembly. In contrast to the prior art, however, no clamp with clamp elements 21, 22 connects to the base plate 20. Rather, the sensor carrier 2 is now formed as a three-point support, in which the base plate 20 serves as a first support point or surface and is formed protruding from the base plate 25 (as in the prior art). Two spring elements 23, 24 spaced apart from one another are formed protruding from the base plate 25 on the areas opposite the base plate 20 and are arranged in such a way that they serve as second and third holding points or holding surfaces.

In einer Ausführung können die Federelemente 23, 24 derart angeordnet sein, dass sie elektrische Anschlüsse 6 des Sensors 1 flankieren. Das heißt, dass die elektrischen Anschlüsse 6 zwischen ihnen liegen. Somit liegt die Grundplatte 20 den elektrischen Anschlüssen 6 gegenüber.In one embodiment, the spring elements 23, 24 can be arranged in such a way that they flank electrical connections 6 of the sensor 1. This means that the electrical connections 6 are between them. Thus the base plate 20 is opposite the electrical connections 6 .

Wesentlich ist also, dass die Grundplatte 20 und die Federelemente 23, 24 aus der Bodenplatte 25 des Sensorträger 2 herausragen und untereinander nicht verbunden sind.It is therefore essential that the base plate 20 and the spring elements 23, 24 protrude from the base plate 25 of the sensor carrier 2 and are not connected to one another.

Ferner sind die Federelemente 23, 24 so gebildet, dass sie beim Einsetzen des Sensors 1 in den Sensorträger 2 eine Vorspannung bereitstellen. Somit dienen die Grundplatte 20 und die beiden Federelemente 23, 24 als Dreipunkthalterung für den Sensor, bis er an den Anschlüssen 6 verschweißt und mit einem Duroplast umspritzt wird.Furthermore, the spring elements 23, 24 are formed in such a way that they provide a preload when the sensor 1 is inserted into the sensor carrier 2. Thus, the base plate 20 and the two spring elements 23, 24 serve as a three-point mount for the sensor until it is welded to the connections 6 and encapsulated with a duroplast.

Die Federelemente 23, 24 sind in einer Ausführung als Kunststofffedern gebildet, welche die Fixierung des Sensors 1 mit reduzierter Kraft im Vergleich zur bisherigen Klammer ermöglichen.The spring elements 23, 24 are formed in one embodiment as plastic springs, which allow the fixation of the sensor 1 with reduced force compared to the previous clip.

Durch Ersetzen der bisher verwendeten Klammer zum Halten des Sensors 1 durch eine Dreipunkthalterung mit zwei Federelementen 23, 24, die eine Vorspannung bereitstellen, wird erreicht, dass die Geometrie des Sensorträgers 2 und das Material zur Druckbelastung auf den Sensor 1 nahezu keinen Beitrag mehr leisten kann.By replacing the previously used bracket for holding the sensor 1 with a three-point bracket with two spring elements 23, 24, which provide a preload, it is achieved that the geometry of the sensor carrier 2 and the material for the pressure load on the sensor 1 can make almost no contribution .

Der vorgeschlagene Sensorträger 2 ist besonders vorteilhaft bei druckempfindlichen Sensoren 1 wie Hallsensoren verwendbar und kann vorzugsweise zum Einsatz bei Fahrzeuggetrieben verwendet werden.The proposed sensor carrier 2 can be used particularly advantageously with pressure-sensitive sensors 1 such as Hall sensors and can preferably be used for use in vehicle transmissions.

Außerdem ist die vorgeschlagene Dreipunkthalterung des Sensorträgers 2 besonders bei einem Sensor 1 in Form einer Tonne mit abgeschrägten Kanten verwendbar, da die Federelemente 23, 24 hier eine ideale Lage zum Halten des Sensors 1 einnehmen, wie in 2 zu sehen. Aber es können auch andere Formen des Sensors 1 durch die Dreipunkthalterung gehalten werden, wenn die Grundplatte 20 und die Federelemente 23, 24 in entsprechendem Abstand zueinander positioniert sind.In addition, the proposed three-point mounting of the sensor carrier 2 can be used in particular with a sensor 1 in the form of a barrel with beveled edges, since the spring elements 23, 24 are in an ideal position for holding the sensor 1 here, as in 2 to see. However, other forms of the sensor 1 can also be held by the three-point mounting if the base plate 20 and the spring elements 23, 24 are positioned at a corresponding distance from one another.

Durch die von den Federelementen 23, 24 bereitgestellte Vorspannung ist gewährleistet, dass der Sensor 1 während der Montage sicher an seiner Position gehalten wird.The prestress provided by the spring elements 23, 24 ensures that the sensor 1 is held securely in its position during assembly.

BezugszeichenlisteReference List

11: Sensorsensor
22: Sensorträgersensor carrier
2020: Grundplattebase plate
21, 2221, 22: Klammerelementeclamp elements
23, 2423, 24: Federelementespring elements
2525: Bodenplattebottom plate
33: Befestigungsflanschmounting flange
44: Stanzgitterpunched grid
55: Anschlusssteckerconnector plug
66: Anschlüsse SensorConnections sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102014208595 A1 [0003]

Claims

Sensor carrier (2) for holding a sensor (1), which is formed as a three-point bracket, having a base plate (20) on which part of the sensor (1) rests after assembly, with two areas opposite the base plate (20). spring elements (23, 24) spaced apart from one another are arranged in such a way that they provide a preload when the sensor (1) to be held is inserted.

Sensor carrier (2) after claim 1 , wherein the sensor (1) is a Hall sensor.

Sensor carrier (2) after claim 1 or 2 , wherein the sensor (1) has a barrel shape and the spring elements (23, 24) are arranged on each edge of the sensor (1).

Sensor carrier (2) according to one of the preceding claims, wherein the spring elements (23, 24) are arranged in such a way that they flank electrical connections (6) of the sensor (1).

Sensor carrier (2) according to one of the preceding claims, wherein the spring elements (23, 24) are formed as plastic springs.

Arrangement for holding at least one sensor (1), with a carrier structure which, at a first end, has at least one sensor carrier (2) for holding the sensor (1) according to one of the preceding claims, and at a second end, at least one connector plug (5) for contacting having.

arrangement according to claim 6 , The arrangement being overmoulded with a duroplast.