DE10223946B4

DE10223946B4 - Drehdetektoreinrichtung und Verfahren zu deren Herstellung

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Publication number: DE10223946B4
Application number: DE10223946A
Authority: DE
Inventors: Yuhide Atsugi Aoki; Shinji Atsugi Akiyama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: JP2002357455A; JP3794937B2; US20020180424A1; US6737863B2; DE10223946A1

Abstract

Drehdetektoreinrichtung (100A, 100B), welche aufweist:
eine Zwischenanordnung (6), welche eine Ausdehnung in einer Längsrichtung hat, wobei die Zwischenanordnung aufweist:
Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5), von denen jeder einen ersten (3A, 4A, 5A) und einen zweiten (3E, 4E, 5C) Abschnitt hat, die sich in der genannten Längsrichtung erstrecken, wobei jeder erste Abschnitt (3A, 4A, 5A) zumindest einen Vorsprung (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) und jeder zweite Abschnitt (3E, 4E, 5C) ein führendes Ende aufweist;
eine ausgeformte Kunststoffbasis (2), in welche die ersten Abschnitte (3A, 4A, 5A) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) so eingebettet sind, dass die Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) nach außen hin freiliegen; und
mehrere Elektronikbauelemente (7, 8), die mit den freiliegenden Vorsprüngen der ersten Abschnitte der Anschlussklemmenstifte direkt verbunden sind, wobei eines dieser Elektronikbauelemente ein Sensorelement (7) ist, das auf der ausgeformten Kunststoffbasis (2) angebracht ist; und
ein ausgeformtes...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Detektor und ein Verfahren zu dessen Herstellung, und insbesondere eine Drehdetektoreinrichtung, welche die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Drehteils feststellt, und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Bislang wurden als Drehdetektoreinrichtungen optische und magnetische Typen in weitem Ausmaß eingesetzt, da diese Typen berührungslos die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Drehteils feststellen können.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung (Tokkai) 2000-1804 60 zeigt eine magnetische Drehdetektoreinrichtung, welche die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Rades eines Kraftfahrzeugs feststellt. Bei dieser Einrichtung wird ein Substrat aus Kunststoffisoliermaterial dazu verwendet, hierauf ein vorgegebenes Verdrahtungsmuster anzubringen. In das Kunst stoffmaterial sind Glasfasern eingebettet, damit das Substrat eine verläßliche Standfestigkeit aufweist. Weiterhin sind mit dem Substrat mittels Löten verschiedene elektronische Bauelemente verbunden, beispielsweise ein Magnetwiderstandselement, ein Hall-Element und dergleichen, für einen Sensor. Das Substrat, auf welchem die verschiedenen elektronischen Bauelemente angebracht sind, ist in einem Metallgehäuse aufgenommen, das mit einem Gehäuse aus Kunststoffmaterial verbunden ist.
Die japanische offengelegte Patentanmeldung (Tokkai-hei) 11-14644 zeigt, wie aus den 12 und 13 der beigefügten Zeichnungen hervorgeht, ein Substrat 52 (sh. 13), das in einer Ausnehmung 50A aufgenommen ist, die in einem Gehäuse 50 aus Kunststoffmaterial vorgesehen ist. Wie aus 12 hervorgeht, ist ein Kunststoffdichtungsmaterial 54 in die Ausnehmung 50A eingebracht, um das Substrat 52 hermetisch abgedichtet in der Ausnehmung 50A anzubringen. Das Gehäuse 50 weist ein einstückig mit ihm ausgebildetes Verbinderteil 56 auf, mit Anschlussklemmenstiften 56A (von denen nur einer dargestellt ist) als Einsatz. Zum Zusammenbau der Teile wird das Substrat 52 in die Ausnehmung 50A eingesetzt, dann werden die Anschlussklemmenstifte 56A mit vorgegebenen Abschnitten eines Verdrahtungsmusters auf dem Substrat 52 verlötet, und dann wird Kunststoffdichtungsmaterial 54 in die Ausnehmung 50A eingebracht.
Die Drehdetektoreinrichtungen gemäß den voranstehend angegebenen Veröffentlichungen waren jedoch für Benutzer nicht zufriedenstellend. Infolge ihres Aufbaus ist bei der Herstellung der Einrichtungen ein komplizierter Zusammenbauvorgang erforderlich, was die Kosten der Einrichtungen erhöht.
Aus der JP2000-097956A ist eine Sensorvorrichtung bekannt, die eine Zwischenanordnung aufweist. Die Zwischenanordnung weist Anschlussstifte auf, welche in eine Kunststoffbasis eingegossen sind und aus dieser bereichsweise hervorstehen. Ferner weist die Zwischenanordnung mit den Anschlussstiften elektrisch leitend verbundene IC-Module auf, die jeweils ein Sensorelement haben.
Die Zwischenanordnung ist bereichsweise von einem Gehäuse umgeben. Dabei liegt die Kunststoffbasis der Zwischenanordnung an mehreren Abschnitten nach außen hin frei. So liegt die Zwischenanordnung im Bereich von Spalten des Gehäuses nach außen hin frei sowie im Bereich eines Kupplungsabschnittes des Gehäuses, in welchen ein Gegenstecker einführbar ist. Im Bereich des Kupplungsabschnittes liegen auch mit dem Gegenstecker in Kontakt zu bringende Abschnitte der Anschlussklemmenstifte frei.
In den Bereichen, in denen die Zwischenanordnung nach außen frei liegt, besteht die Möglichkeit, dass Verunreinigungen und Nässe in die Sensorvorrichtung eindringen. Dies trifft insbesondere für den Bereich des Kupplungsabschnittes zu. Vor allem wenn der Kupplungsabschnitt durch das Einführen des Gegensteckers aufgeweitet wird, können Nässe und Verunreinigungen in einen Spalt zwischen Gehäuse und Kunststoffbasis gelangen. Die Feuchtigkeit kann zu unerwünschten Strömen zwischen den aus der Kunststoffbasis herausragenden Abschnitten der Anschlussstifte sowie zwischen den elektrischen Anschlusselementen der IC-Module führen. Diese Ströme können die Messergebnisse der Sensorvorrichtung verfälschen, ein Messen unmöglich machen oder gar die Sensorvorrichtung zerstören.
In den Spalt zwischen Gehäuse und Kunststoffbasis eindringender Schmutz fördert weiteres Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz in den Spalt und kann den Kupplungsabschnitt aufweiten. Ist der Kupplungsabschnitt aufgeweitet, sitzt der Gegenstecker nicht mehr exakt hierin, was die Lebensdauer der Steckverbindung verringert. Außerdem kann sich der Gegenstecker unerwünscht leicht aus der Steckverbindung lösen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehdetektoreinrichtung, die eine gute Zuverlässigkeit hat und trotzdem einfach herstellbar und zusammenbaubar ist, sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Drehdetektoreinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1, sowie einem Verfahren zum Herstellen der Drehdetektoreinrichtung, mit den Merkmalen des Anspruches 9, 13 oder 14.
Es kann eine Drehdetektoreinrichtung zur Verfügung gestellt werden, die eine Zwischenanordnung mit Anschlussklemmenstiften aufweist, die vorgegebene Abschnitte aufweisen, wobei jeder vorgegebene Abschnitt zumindest einen Vorsprung aufweist; eine ausgeformte Kunststoffbasis, in welche die vorgegebenen Abschnitte der Anschlussklemmenstifte so eingebettet sind, dass die Vorsprünge nach außen hin freiliegen; und mehrere elektronische Bauelemente, die mit den freiliegenden Vorsprüngen der vorgegebenen Abschnitte der Anschlussklemmenstifte verbunden sind, wobei eines der elektronischen Bauelemente ein Sensorelement ist, das auf der ausgeformten Kunststoffbasis angebracht ist; und ein ausgeformtes Kunststoffgehäuse, welches vollständig und hermetisch die Zwischenanordnung abdeckt, mit Ausnahme der führenden Enden der Anschlussklemmenstifte, die bei einem Verbinderteil des ausgeformten Kunststoffgehäuses angeordnet sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Drehdetektoreinrichtung zur Verfügung gestellt, welches umfasst: (a) Einsetzen mehrerer Anschlussklemmenstifte in eine erste Formanordnung, wobei die Anschlussklemmenstifte Vorsprünge aufweisen; (b) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die erste Formanordnung zur Erzeugung eines Teilehalters, wobei der Teilehalter eine ausgeformte Kunststoffbasis aufweist, in welche vorgegebene Abschnitte der Anschlussklemmenstifte so eingebettet sind, dass die Vorsprünge nach außen hin freiliegen; (c) Verbinden elektronischer Bauelemente mit den freiliegenden Vorsprüngen der Anschlußklemmenstifte, um hierdurch eine Zwischenanordnung auszubilden; und (d) Ausformen eines Gehäuses, in welches hermetisch die Zwischenanordnung eingebettet ist, mit Ausnahme führender Enden der Anschlußklemmenstifte, und welches eine Ausnehmung eines Verbinderteils aufweist, in welcher die führenden Enden der Anschlußklemmenstifte freiliegen.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Drehdetektoreinrichtung zur Verfügung gestellt, welches umfaßt: (a) Einsetzen mehrerer Anschlußklemmenstifte in eine erste Formanordnung, wobei die Anschlußklemmenstifte Vorsprünge aufweisen; (b) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die erste Formanordnung zur Erzeugung eines Teilehalters, welcher eine ausgeformte Kunststoffbasis aufweist, in welche vorgegebene Abschnitte der Anschlußklemmenstifte so eingebettet sind, dass die Vorsprünge nach außen hin freiliegen; (c) Verbinden elektronischer Bauelemente mit den freiliegenden Vorsprüngen der Anschlußklemmenstifte, um hierdurch eine Zwischenanordnung auszubilden, wobei die Verbindung entweder durch ein Lötverfahren oder ein Schweißverfahren erzielt wird; (d) Einsetzen der Zwischenanordnung in eine zweite Formanordnung; und (e) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die zweite Formanordnung, um ein Gehäuse auszuformen, in welches hermetisch die Zwischenanordnung eingebettet ist, mit Ausnahme führender Enden der Anschlußklemmenstifte, und welches eine Ausnehmung eines Verbinderteils aufweist, in welcher die führenden Enden der Anschlußklemmenstifte freiliegen.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Drehdetektoreinrichtung zur Verfügung gestellt, welches umfaßt: (a) Einsetzen mehrerer Anschlußklemmenstifte in eine erste Formanordnung, wobei die Anschlußklemmenstifte Vorsprünge aufweisen; (b) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die erste Formanordnung zur Erzeugung eines Teilehalters, der eine ausgeformte Kunststoffbasis aufweist, in welche vorgegebene Abschnitte der Anschlußklemmenstifte so eingebettet sind, dass die Vorsprünge nach außen hin freiliegen; (c) Verbinden elektronischer Bauelemente mit den freiliegenden Vorsprüngen der Anschlußklemmenstifte, um hierdurch eine erste Zwischenanordnung auszubilden, wobei die Verbindung entweder durch ein Lötverfahren oder ein Schweißverfahren erzielt wird; (d) Einsetzen der ersten Zwischenanordnung in eine zweite Formanordnung; (e) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die zweite Formanordnung, um ein erstes Gehäuseteil auszubilden, in welches hermetisch abgedichtet die erste Zwischenanordnung eingebettet ist, mit Ausnahme führender Enden der Anschlußklemmenstifte, um hierdurch eine zweite Zwischenanordnung herzustellen; (f) Einsetzen der zweiten Zwischenanordnung in eine dritte Formanordnung; und (g) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die dritte Formanordnung, um ein zweites Gehäuseteil auszuformen, welches hermetisch einen Abschnitt der zweiten Zwischenanordnung abdeckt, und eine Ausnehmung eines Verbinderteils aufweist, in welcher die führenden Enden der Anschlußklemmenstifte freiliegen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
1 eine Schnittansicht einer Drehdetektoreinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1;
3 eine Perspektivansicht von Anschlußklemmenstiften;
4 eine Schnittansicht einer ersten Formanordnung zum Ausformen eines Teilehalters unter Verwendung der Anschlußklemmenstifte als Einsätze;
5 eine Perspektivansicht des Teilehalters, der soeben durch die erste Formanordnung ausgeformt wurde;
6 eine Perspektivansicht einer Zwischenanordnung, nämlich des Teilehalters mit verschiedenen elektronischen Bauteilen, die auf ihm mittels Löten angebracht sind;
7 eine Schnittansicht einer zweiten Formanordnung zum Ausformen eines Gehäuses der Drehdetektoreinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform unter Verwendung der Zwischenanordnung als Einsatz;
8 eine Schnittansicht einer Drehdetektoreinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 eine Schnittansicht einer zweiten Formanordnung zum Ausformen einer zweiten Zwischenanordnung, die bei der zweiten Ausführungsform verwendet wird;
10 eine Schnittansicht der zweiten Zwischenanordnung, die soeben durch die zweite Formanordnung von 9 ausgeformt wurde;
11 eine Schnittansicht einer dritten Formanordnung zum Ausformen eines Gehäuses der Drehdetektoreinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform, unter Verwendung der zweiten Zwischenanordnung von 10 als Einsatz;
12 eine Schnittansicht einer Drehdetektoreinrichtung nach dem Stand der Technik; und
13 eine Perspektivansicht eines Teils der Drehdetektoreinrichtung nach dem Stand der Technik.
Nunmehr werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Zur Vereinfachung des Verständnisses werden verschiedene Begriffe in Bezug auf die Richtung in der Beschreibung verwendet, beispielsweise rechts, links, oben, unten, nach rechts, usw. Allerdings sind diese Begriffe in Bezug auf die Zeichnung oder die Zeichnungen zu verstehen, in welchen ein entsprechendes Teil oder ein entsprechender Abschnitt dargestellt ist.
In den 1 bis 7, insbesondere den 1 und 2, ist eine Drehdetektoreinrichtung 100A gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Die hier gezeigte Drehdetektoreinrichtung 100A ist ein Geschwindigkeitsdetektor, der eine Umdrehungsgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugmotors feststellt.
Zur Erleichterung der Beschreibung der Drehdetektoreinrichtung 100A gemäß der ersten Ausführungsform wird mit wesentlichen Teilen der Einrichtung 100A begonnen.
In 5 ist ein Teilehalter 1 gezeigt, der einen Basisabschnitt der Drehdetektoreinrichtung 100A bildet. Wie gezeigt, weist der Teilehalter 1 im wesentlichen eine ausgeformte Kunststoffbasis 2 und drei parallele Anschlußklemmenstifte 3, 4 und 5 auf, deren untere Abschnitte in die Basis 2 eingebettet sind. Wie dargestellt ist die Kunststoffbasis rechteckförmig, und verläuft in derselben Richtung wie die Anschlußklemmenstifte 3, 4 und 5. Die rechteckige Kunststoffbasis 2 weist einen dünneren Plattenabschnitt 2A auf, einen dickeren Körperabschnitt, der auf einem unteren Ende des dünneren Plattenabschnitts 2A vorgesehen ist, sowie einen ersten und einen zweiten Wandabschnitt 2C bzw. 2D, die von einer Oberfläche des dünneren Plattenabschnitts 2A ausgehen.
Die Anschlußklemmenstifte 3, 4 und 5 bestehen aus einem sehr gut leitfähigen Metall. Wie aus 2 hervorgeht, erstrecken sich diese Anschlußklemmenstifte 3, 4 und 5 nach dem Zusammenbau von einem Sensorelement 7 zu einem Verbinderteil 10 eines Gehäuses 9.
Wie aus 3 hervorgeht, weisen der linke und der rechte Anschlußklemmenstift 3 bzw. 4 denselben Aufbau auf. Jeder Stift 3 oder 4 weist einen unteren Abschnitt 3A bzw. 4A auf, der in die rechteckige Kunststoffbasis 2 eingebettet werden soll. Der untere Abschnitt 3A oder 4A des Stiftes 3 bzw. 4 weist erste, zweite und dritte L-förmige Vorsprünge 3B bzw. 4B, 3C bzw. 4C, und 3D bzw. 4D auf, welche in dieselbe Richtung vorspringen. Der erste Vorsprung 3B oder 4B ist am unteren Ende des Anschlußklemmenstiftes 3 bzw. 4 angeordnet, wie dargestellt. Das obere Ende des Anschlußklemmenstiftes 3 oder 4 ist mit 3E bzw. 4E bezeichnet.
Der zentrale Anschlußklemmenstift 5 weist einen unteren Abschnitt 5A auf, der in die rechteckige Kunststoffbasis 2 eingebettet ist. Der untere Abschnitt 5A ist mit einem L-förmigen Vorsprung 5B am unteren Ende des Stiftes 5 versehen, der zur Vereinfachung als erster L-förmiger Vorsprung 5B bezeichnet wird. Daher weist der zentrale Anschlußklemmenstift 5 keine Vorsprünge entsprechend dem zweiten und dritten Vorsprung 3C und 3D bzw. 4C und 4D des linken und rechten Anschlußklemmenstiftes 3 und 4 auf. Ein oberes Ende des Anschlußklemmenstiftes 5 ist mit 5C bezeichnet.
Wie aus 5 hervorgeht, liegen nach der Ausformung des Teilehalters 1 die vorderen Enden der ersten L-förmigen Vorsprünge 3B, 4B und 5B des linken, rechten bzw. zentralen Stiftes 3, 4 bzw. 5, jene der zweiten L-förmigen Vorsprünge 3C und 4C des linken bzw. rechten Stiftes 3 bzw. 4, und jene der dritt en L-förmigen Vorsprünge 3D und 4D des linken bzw. rechten Stiftes 3 bzw. 4 gegenüber dem dünneren Plattenabschnitt 2A der rechteckigen Kunststoffbasis 2 frei. Wie gezeigt sind die freiliegenden, vorderen Enden dritter L-förmiger Vorsprünge 3D und 4D und jene zweiter L-förmiger Vorsprünge 3C und 4C durch einen zweiten Wandabschnitt 2D getrennt, und sind die freiliegenden, vorderen Enden zweiter L-förmiger Vorsprünge 3C und 4C sowie jene erster L-förmiger Vorsprünge 4B und 5B durch einen ersten Wandabschnitt 2C getrennt.
Wie in 6 gezeigt ist, sind verschiedene elektronische Bauelemente an dem Teilehalter 1 angebracht, um eine Zwischenanordnung 6 auszubilden. So sind ein Sensorelement 7 und ein Elektronikbauelement 8 an dem Teilehalter 1 angebracht. Das Sensorelement 7 weist ein Magnetwiderstandselement oder ein Hall-Element auf, das so aufgebaut ist, dass es eine Änderung des Magnetfeldes erfaßt. Wie dargestellt erstrecken sich vom Sensorelement 7 aus drei Anschlußklemmen 7A, die mit den freiliegenden Vorderenden des ersten L-förmigen Vorsprungs 3B, 4B bzw. 5B verlötet sind. Diese Verbindung kann auch durch Punktschweißen erzielt werden. Der verlötete Abschnitt zwischen der Anschlußklemme 7A und dem ersten L-förmigen Vorsprung 3B ist in 2 mit dem Bezugszeichen 7B bezeichnet.
Wie in 2 gezeigt ist, ist im Gebrauch die Drehdetektoreinrichtung 100A in der Nähe eines bestimmten Zahnrades 14 eines zugehörigen Motors angeordnet, dessen Umdrehungsgeschwindigkeit festgestellt werden soll. Im einzelnen wird das Zahnrad 14 durch eine Ausgangswelle des Motors gedreht, und ist die Einrichtung 100A so angeordnet, dass das Sensorelement 7 Zähnen 14A des Zahnrades 14 gegenüberliegt, um die Anzahl an Zähnen 14A festzustellen, die pro Zeiteinheit vorbeigehen. Das Sensorelement 7 erzeugt daher Informationssignale entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit des Zahnrades 14. Die Informationssignale werden einer Steuereinheit (nicht gezeigt) zugeführt, um den Betrieb des Motors zu steuern.
Wie wiederum aus 6 hervorgeht, bildet jedes der Elektronikbauteile 8 eine Signalverarbeitungsschaltung zur Verarbeitung der Signale von dem Sensorelement 7. Die Schaltung weist insgesamt Widerstände, Kondensatoren, Transistoren und dergleichen auf. Selbstverständlich können in der Schaltung auch ICs eingesetzt werden. In der Signalverarbeitungsschaltung werden verschiedene Vorgänge durchgeführt, beispielsweise ein Signalverstärkungsvorgang, ein Signalformvorgang, ein Rauschverringerungsvorgang, und dergleichen.
Wie in 6 gezeigt ist, weist das obere Elektronikbauelement 8 zwei Anschlußklemmen 8A auf, die jeweils mit dem freiliegenden Vorderende eines dritten, L-förmigen Vorsprungs 3D bzw. 4D eines linken und rechten Anschlußklemmenstiftes 3 bzw. 4 verlötet sind. Weiterhin weist das untere Elektronikbauelement 8 zwei Anschlußklemmen 8A auf, die jeweils mit dem freiliegenden Vorderende eines zweiten, L-förmigen Vorsprungs 3C bzw. 4C eines linken bzw. rechten Anschlußklemmenstiftes 3 bzw. 4 verlötet sind. In 2 ist der verlötete Abschnitt zwischen dem zweiten L-förmigen Vorsprung 3C und der Anschlußklemme 8A mit dem Bezugszeichen 8B bezeichnet. Durch diese Lötverbindung werden die beiden elektronischen Bauelemente 8 stabil auf dem dünneren Plattenabschnitt 2A der Kunststoffbasis 2 angebracht.
In 2 ist der gesamte Aufbau der Drehdetektoreinrichtung 100A dargestellt, in welcher die Zwischenanordnung 6 (vgl. 6) angebracht ist. Die Zwischenanordnung 6 ist nämlich in einem Gehäuse 9 aus isolierendem Kunststoff angebracht. Wie nachstehend im einzelnen erläutert wird, wird zur Herstellung der Drehdetektoreinrichtung 100A ein integrales Formgebungsverfahren unter Verwendung der Zwischenanordnung 6 als Einsatz verwendet. Wie gezeigt, ist die Zwischenanordnung 6 im wesentlichen in eine massive Anordnung des Kunststoffgehäuses 9 eingebettet, mit Ausnahme der oberen Abschnitte 3E, 4E und 5C des linken, rechten bzw. zentralen Anschlußklemmenstiftes 3, 4 bzw. 5.
Wie am deutlichsten aus 2 hervorgeht, ist ein oberer Teil der Drehdetektoreinrichtung 100A mit einer Ausnehmung (ohne Bezugszeichen) versehen, in welcher die oberen Abschnitte 3E, 4E und 5C von drei Anschlußklemmen 3, 4 bzw. 5 freiliegen. Daher bildet das obere Teil der Einrichtung 100A ein Verbinderteil 10, genauer gesagt ein Buchsenteil einer Verbinderanordnung. Wenn ein Steckerteil (nicht gezeigt) der Verbinderanordnung in dem Buchsenteil 10 aufgenommen ist, wird dazwischen eine elektrische Verbindung eingerichtet. Das Steckerteil ist mit der Steuereinheit über ein Kabel verbunden.
Das Gehäuse 9 ist mit einem Flansch 11 versehen, der mit dem Motor über Bolzen verbunden wird. Für den Durchgang der Bolzen ist der Flansch 11 mit Bohrungen versehen, die durch Metallmuffen 12 verstärkt sind. Wie nachstehend genauer erläutert wird, werden diese Metallmuffen 12 an vorbestimmten Positionen in einer Formanordnung als Einsätze angeordnet, bevor das einstückige Ausformen durchgeführt wird.
Nachstehend wird der Betriebsablauf der Drehdetektoreinrichtung 100A kurz unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Wenn das Zahnrad 14 in Richtung des Pfeils gedreht wird, stellt das Sensorelement 7 aufeinanderfolgende Änderungen des Magnetfeldes fest, und stellt so die Anzahl an Zähnen 14A fest, die pro Zeiteinheit vorbeigehen. Informationssignale, die auf diese Weise von dem Sensorelement 7 erzeugt werden, werden Elektronikbauteilen 8 über drei Anschlußklemmenstifte 3, 4 und 5 zugeführt, um verarbeitet zu werden, und werden der Steuereinheit (nicht gezeigt) über das Steckerteil des Verbinders zugeführt, das in das Verbinderteil 10 eingepaßt ist, sowie über das Kabel. Durch Verarbeitung der Informationssignale berechnet die Steuereinheit die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors.
Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung der Drehdetektoreinrichtung 100A unter Bezugnahme auf die 3 bis 7 erläutert.
Wie nachstehend verdeutlicht wird, werden bei diesem Verfahren zwei Formgebungsschritte zur Herstellung der Drehdetektoreinrichtung 100A eingesetzt.
Zuerst werden Anschlußklemmenstifte 3, 4 und 5 hergestellt, wie sie in 3 gezeigt sind. Pressen oder Stanzen wird zur Herstellung dieser Stifte 3, 4 und 5 aus einem Metallblech eingesetzt.
Dann werden, wie in 4 gezeigt ist, die drei Anschlußklemmenstifte 3, 4 und 5 ordnungsgemäß in eine erste Formanordnung 15 eingesetzt. Wie gezeigt bildet, bei der Einnahme eines geschlossenen Zustands, die erste Formanordnung 15 einen Hohlraum 15A mit einer Form aus, welche der Form der Kunststoffbasis 2 (sh. 5) des Teilehalters 1 entspricht. Dann wird ein geschmolzenes Kunststoffmaterial in den Hohlraum 15A von einer Einlaßöffnung 15B aus eingespritzt. Sobald das Kunststoffmaterial ausgehärtet ist, so dass es eine bestimmte Härte aufweist, wird die erste Formanordnung 15 geöffnet, um das Erzeugnis freizugeben. Hierdurch wird der Teilehalter 1 hergestellt, wie er in 5 gezeigt ist.
Dann werden, wie in 6 gezeigt ist, das Sensorelement 7 und die Elektronikbauelemente 8 mit den Anschlußklemmenstiften 3, 4 und 5 auf die voranstehend geschilderte Art und Weise verlötet, um die Zwischenanordnung 6 auszubilden.
Dann werden, wie in 7 gezeigt ist, die Zwischenanordnung 6 und die Metallbuchsen 12 ordnungsgemäß in eine zweite Formanordnung 16 eingesetzt. Wie gezeigt bildet, wenn sie einen geschlossenen Zustand annimmt, die zweite Formanordnung 16 einen im wesentlichen zylindrischen Hohlraum 16A mit einer Form aus, welche der Form des Gehäuses 9 (vgl. 2) der Drehdetektoreinrichtung 100A entspricht. Dann wird ein geschmolzenes Kunststoffmaterial in den Hohlraum 16A von einer Einlaßöffnung 16B der zweiten Formanordnung 16 aus eingespritzt. Sobald das Kunststoffmaterial so ausgehärtet ist, dass es eine bestimmte Härte aufweist, wird die zweite Formanordnung 16 geöffnet, um das Erzeugnis freizugeben. Hierdurch wird die Drehdetektoreinrichtung 100A hergestellt, wie sie in 2 gezeigt ist.
Nachfolgend werden Vorteile der voranstehend erläuterten ersten Ausführungsform 100A geschildert.
Zur Herstellung der Drehdetektoreinrichtung 100A werden zwei Spritzgußvorgänge eingesetzt, von denen der eine zur Erzeugung des Teilehalters 1 und der andere zur Erzeugung des Enderzeugnisses dient, also der Einrichtung 100A. Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich geworden sein sollte, wird die Verbindung des Sensorelements 7 und der Elektronikbauteile 8 mit dem Teilehalter 1 nur unter Einsatz eines üblichen Lötverfahrens durchgeführt. Da der Teilehalter 1 vollständig nach außen hin freiliegt, läßt sich ein derartiger Lötvorgang einfach und sicher durchführen.
Weiterhin dient bei dem Vorgang der Herstellung des Enderzeugnisses die Zwischenanordnung 6 als Einsatz für das einstückige Ausformen. Daher weist das Enderzeugnis, also die Drehdetektoreinrichtung 100A, die benötigte Abmessungsstabilität auf.
Da die wesentlichen Elemente, nämlich das Sensorelement 7 und die Elektronikbauelemente 8, der Drehdetektoreinrichtung 100A hermetisch in das Gehäuse 9 eingebettet sind, wird die Verläßlichkeit der Einrichtung 100A erhöht.
Das Verbinderteil 10 wird gleichzeitig nach dem Ausformen des Gehäuses 9 der Einrichtung 100A hergestellt. Dies führt zu einer Verringerung der Herstellungsschritte, zu einem kompakten Aufbau, und zu einer Herstellung mit geringem Kostenaufwand der Einrichtung 100A.
Der linke, der rechte, und der zentrale Anschlußklemmenstift 3, 4 bzw. 5 dienen als Teilerhalterelemente, über ihre grundsätzliche Funktion hinaus (also als Elemente des Verbinderteils 10), was zu einer Verringerung der Anzahl wesentlicher Teile führt, die für die Einrichtung 100A benötigt werden.
In den 8 bis 11, insbesondere in 8, ist eine Drehdetektoreinrichtung 100B gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, die ein Geschwindigkeitsdetektor zur Feststellung der Umdrehungsgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugmotors ist.
In den Zeichnungen der zweiten Ausführungsform 100B sind gleiche Teile und Elemente, die mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden wie bei der voranstehend geschilderten, ersten Ausführungsform 100A, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform 100A ausgebildet.
Wie nachstehend genauer erläutert wird, werden bei dieser zweiten Ausführungsform 100B drei, nämlich ein erster, zweiter und dritter, Formgebungsschritte zur Herstellung der Drehdetektoreinrichtung 100B verwendet.
Wie man aus einem Vergleich von 8 gemäß der zweiten Ausführungsform 100B mit 2 gemäß der ersten Ausführungsform 100A sieht, weist das Gehäuse der Einrichtung 100B zwei Teile auf, die durch einen zweiten bzw. dritten Formgebungsschritt hergestellt werden.
Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung der Drehdetektoreinrichtung 100B unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Zuerst werden, wie bei der ersten Ausführungsform, drei Anschlußklemmenstifte 3, 4 und 5 in eine erste Formanordnung eingesetzt, und wird mit ihnen ein Einspritzvorgang durchgeführt, um einen Teilehalter 1 herzustellen.
Dann werden wie bei der ersten Ausführungsform, das Sensorelement 7 und Elektronikbauelemente 8 mit dem Teilehalter 1 verbunden oder verlötet, um eine erste Zwischenanordnung 6 auszubilden.
Dann wird, wie in 9 gezeigt ist, die erste Zwischenanordnung 6 ordnungsgemäß in eine zweite Formanordnung 27 eingesetzt. Wie gezeigt bildet, wenn sie einen geschlossenen Zustand annimmt, die zweite Formanordnung 27 einen zylindrischen Hohlraum 27A aus, der vollständig einen unteren Abschnitt einer ersten Zwischenanordnung 6 abdeckt. Dann wird ein geschmolzenes Kunststoffmaterial in den Hohlraum 27A von einer Einlaßöffnung 27B aus eingespritzt. Sobald das Kunststoffmaterial so ausgehärtet ist, dass es eine bestimmte Härte aufweist, wird die zweite Formanordnung 27 geöffnet, um ein Erzeugnis freizugeben, nämlich eine zweite Zwischenanordnung 21, die in 10 gezeigt ist. Wie dargestellt wird durch diese Formgebung ein sensorseitiges Gehäuseteil 22 hergestellt, in welches eng die erste Zwischenanordnung 6 eingebettet ist.
Dann werden, wie in 11 gezeigt, eine zweite Zwischenanordnung 21 und Metallbuchsen 12 ordnungsgemäß in eine dritte Formanordnung 28 eingesetzt. Wie gezeigt bildet, wenn sie einen geschlossenen Zustand einnimmt, die dritte Formanordnung 28 einen Hohlraum 28A aus, der einen oberen Abschnitt der zweiten Formanordnung 21 abdeckt, die dort eingesetzt ist. Dann wird ein geschmolzenes Kunststoffmaterial in den Hohlraum 28A von einer Einlaßöffnung 28B der dritten Formanordnung 28 aus eingespritzt. Sobald das Kunststoffmaterial so weit ausgehärtet ist, dass es eine bestimmte Härte aufweist, wird die dritte Formanordnung 28 geöffnet, um ein Erzeugnis freizugeben, nämlich eine Drehdetektoreinrichtung 100B, wie sie in 8 gezeigt ist. Wie aus dieser Zeichnung hervorgeht, wird durch diese Formgebung ein verbinderseitiges Gehäuseteil 23 hergestellt, welches eng einen oberen Abschnitt des sensorseitiges Gehäuseteils 22 abdeckt, und ein Verbinderteil 24 sowie einen Flansch 25 aufweist.
Bei der Drehdetektoreinrichtung 100B gemäß der zweiten Ausführungsform werden im wesentlichen dieselben Vorteile erhalten wie bei der ersten Ausführungsform 100A, infolge des ähnlichen Aufbaus. Darüber hinaus können bei der zweiten Ausführungsform 100B verschiedene Typen von Drehdetektoreinrichtungen leicht hergestellt werden, nämlich durch Änderung der dritten Formanordnung 28.

Claims

Drehdetektoreinrichtung (100A, 100B), welche aufweist: eine Zwischenanordnung (6), welche eine Ausdehnung in einer Längsrichtung hat, wobei die Zwischenanordnung aufweist: Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5), von denen jeder einen ersten (3A, 4A, 5A) und einen zweiten (3E, 4E, 5C) Abschnitt hat, die sich in der genannten Längsrichtung erstrecken, wobei jeder erste Abschnitt (3A, 4A, 5A) zumindest einen Vorsprung (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) und jeder zweite Abschnitt (3E, 4E, 5C) ein führendes Ende aufweist; eine ausgeformte Kunststoffbasis (2), in welche die ersten Abschnitte (3A, 4A, 5A) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) so eingebettet sind, dass die Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) nach außen hin freiliegen; und mehrere Elektronikbauelemente (7, 8), die mit den freiliegenden Vorsprüngen der ersten Abschnitte der Anschlussklemmenstifte direkt verbunden sind, wobei eines dieser Elektronikbauelemente ein Sensorelement (7) ist, das auf der ausgeformten Kunststoffbasis (2) angebracht ist; und ein ausgeformtes Kunststoffgehäuse (9; 22, 23) welches die Zwischenanordnung (6) abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgeformte Kunststoffgehäuse (9; 22, 23) die Zwischenanordnung (6) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5), der ausgeformten Kunststoffbasis (2) und der Elektronikbauelemente (7, 8) vollständig und hermetisch abdeckend vorgesehen ist, mit Ausnahme der genannten führenden Enden der zweiten Abschnitte (3E, 4E, 5C) bei einem Verbinderteil (10; 24) des ausgeformten Kunststoffgehäuses (9; 22, 23), an welchem die genannten führenden Enden der zweiten Abschnitte (3E, 4E, 5C) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) angeordnet sind.
Drehdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinderteil (10, 24) eine Ausnehmung aufweist, die in dem ausgeformten Kunststoffgehäuse (9; 23) vorgesehen ist, in welcher die führenden Enden der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) freiliegen.
Drehdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) der ersten Abschnitte (3A, 4A, 5A) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) jeweils im Wesentlichen L-förmig ausgebildet sind.
Drehdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgeformte Kunststoffbasis (2) der Zwischenanordnung (6) aufweist: einen dünneren Plattenabschnitt (2A), von welchem aus die Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) nach außen hin freiliegen; einen dickeren Körperabschnitt (2B), der an einem Ende des dünneren Plattenabschnitts (2A) vorgesehen ist, wobei das Sensorelement (7) an dem dickeren Körperabschnitt (2B) angebracht ist; und beabstandete Wandabschnitte (2C, 2D), die auf einer Oberfläche des dünneren Plattenabschnitts (2A) vorgesehen sind, um Positionen zu trennen, an denen sich die elektronischen Bauelemente (7, 8) befinden.
Drehdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das ausgeformte Kunststoffgehäuse (9, 23) mit einem Flansch (11, 25) versehen ist, der zumindest eine Bohrung aufweist, die durch eine Metallbuchse (12) verstärkt ist.
Drehdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die elektronischen Bauelemente (7, 8) mit den freiliegenden Vorsprüngen (3B, 4B, 5B; 3C, 3D; 4C, 4D) der Anschlussklemmenstifte mittels Löten verbunden sind.
Drehdetektoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgeformte Kunststoffgehäuse aufweist: ein sensorseitiges Gehäuseteil (22), welches die ersten Abschnitte (3A, 4A, 5A) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5), die Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) der Anschlussklemmenstifte, sowie die ausgeformte Kunststoffbasis (2) und die elektronischen Bauelemente (7, 8) vollständig und eng in sich einbettet; und ein verbinderseitiges Gehäuseteil (23), welches eng einen Abschnitt des sensorseitigen Gehäuseteils (22) abdeckt, und welches das Verbinderteil (24) festlegt.
Drehdetektoreinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das verbinderseitige Gehäuse (23) einen Flansch (25) aufweist, und der Flansch (25) mit einer Bohrung versehen ist, die durch eine Metallbuchse (12) verstärkt ist.
Verfahren zur Herstellung einer Drehdetektoreinrichtung (100A, 100B) mit folgenden Schritten: (a) Einsetzen mehrerer Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) in eine erste Formanordnung (15), wobei die Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) aufweisen; (b) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die erste Formanordnung (15) zur Erzeugung eines Teilehalters (1), welcher eine ausgeformte Kunststoffbasis (2) aufweist, in welche vorgegebene Abschnitte (3A, 4A, 5A) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) so eingebettet sind, dass die Vorsprünge nach außen hin freiliegen; (c) Verbinden elektronischer Bauelemente (7, 8) mit den freiliegenden Vorsprüngen der Anschlussklemmenstifte, um hierdurch eine Zwischenanordnung (6) auszubilden; und (d) Ausformen eines Gehäuses (9; 22, 23), in welches hermetisch die Zwischenanordnung (6) eingebettet ist, mit Ausnahme führender Enden (3E, 4E, 5C) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5), und welches eine Ausnehmung eines Verbinderteils (10; 24) aufweist, in welcher die führenden Enden der Anschlussklemmenstifte freiliegen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass, dass der Schritt (d) zusätzlich umfasst: (e) Einsetzen der Zwischenanordnung (6) in eine zweite Formanordnung (16, 27); und (f) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die zweite Formanordnung zum Ausformen des Gehäuses (9, 22).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (d) zusätzlich umfasst: (e) Einsetzen der Zwischenanordnung (6) in eine zweite Formanordnung (27); (f) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die zweite Formanordnung (27) zum Ausformen eines ersten Teils (22) des Gehäuses (22, 23), um hierdurch eine andere Zwischenanordnung (21) herzustellen, wobei das erste Teil (22) hermetisch die Zwischenanordnung (6) abdeckt, mit Ausnahme führender Abschnitte (3E, 4E, 5C) der Anschlussklemmenstifte; (g) Einsetzen der anderen Zwischenanordnung (21) in eine dritte Formanordnung (28); und (h) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die dritte Formanordnung (28) zum Ausformen eines zweiten Teils (23) des Gehäuses (22, 23), wobei das zweite Teil (23) hermetisch einen Abschnitt der anderen Zwischenanordnung (21) abdeckt, und die Ausnehmung des Verbinderteils (24) aufweist, in welcher die führenden Enden (3E, 4E, 5C) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) freiliegen.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (c) entweder mit einem Lötvorgang oder einem Schweißvorgang durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung einer Drehdetektoreinrichtung (100A) mit folgenden Schritten: (a) Einsetzen mehrerer Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) in eine erste Formanordnung (15), wobei die Anschlussklemmenstifte Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) aufweisen; (b) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die erste Formanordnung (15) zur Herstellung eines Teilehalters (1), welcher eine ausgeformte Kunststoffbasis (2) aufweist, in welche vorgegebene Abschnitte (3A, 4A, 5A) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) so eingebettet sind, dass die Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) nach außen hin freiliegen; (c) Verbinden elektronischer Bauelemente (7, 8) mit den freiliegenden Vorsprüngen der Anschlussklemmenstifte, um hierdurch eine Zwischenanordnung (6) auszubilden, wobei die Verbindung entweder durch einen Lötvorgang oder durch einen Schweißvorgang durchgeführt wird; (d) Einsetzen der Zwischenanordnung (6) in eine zweite Formanordnung (16); und (e) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die zweite Formanordnung (16), um ein Gehäuse (9) auszuformen, in welches hermetisch die Zwischenanordnung (6) eingebettet ist, mit Ausnahme führender Enden (3E, 4E, 5C) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5), und welches eine Ausnehmung eines Verbinderteils (10) aufweist, in welcher die führenden Enden der Anschlussklemmenstifte freiliegen.
Verfahren zur Herstellung einer Drehdetektoreinrichtung (100B) mit folgenden Schritten: (a) Einsetzen mehrere Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) in eine erste Formanordnung (15), wobei die Anschlussklemmenstifte Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) aufweisen; (b) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die erste Formanordnung (15) zur Erzeugung eines Teilehalters (1), welcher eine ausgeformte Kunststoffbasis (2) aufweist, in welche vorgegebene Abschnitte (3A, 4A, 5A) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) so eingebettet sind, dass die Vorsprünge (3B, 4B, 5B; 3C, 4C; 3D, 4D) nach außen hin freiliegen; (c) Verbinden elektronischer Bauelemente (7, 8) mit den freiliegenden Vorsprüngen der Anschlußklemmenstifte, um hierdurch eine erste Zwischen anordnung (6) auszubilden, wobei die Verbindung entweder durch einen Lötvorgang oder einen Schweißvorgang durchgeführt wird; (d) Einsetzen der ersten Zwischenanordnung (6) in eine zweite Formanordnung (27); (e) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die zweite Formanordnung (27), um ein erstes Gehäuseteil (22) auszuformen, in welches die erste Zwischenanordnung (6) hermetisch eingebettet ist, mit Ausnahme führender Enden (3E, 4E, 5C) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5), um hierdurch eine zweite Zwischenanordnung (21) herzustellen; (f) Einsetzen der zweiten Zwischenanordnung (21) in eine dritte Formanordnung (28); und (g) Einspritzen eines geschmolzenen Kunststoffmaterials in die dritte Formanordnung (28), um ein zweites Gehäuseteil (23) auszuformen, welches hermetisch einen Abschnitt der zweiten Zwischenanordnung (21) abdeckt, und eine Ausnehmung eines Verbinderteils (24) aufweist, in welcher die führenden Enden (3E, 4E, 5C) der Anschlussklemmenstifte (3, 4, 5) freiliegen.