WO2022189265A1

WO2022189265A1 - Sensor insbesondere drehwinkel- oder drehmomentsensor mit einer stütze für den stator gegen drehung

Info

Publication number: WO2022189265A1
Application number: PCT/EP2022/055470
Authority: WO
Inventors: Manfred Bartscht
Original assignee: HELLA GmbH & Co. KGaA
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2022-09-15
Also published as: CN116848378A; US20230417611A1; DE102021105913A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere Drehwinkel- oder Drehmomentsensor, mit einem gegenüber einer Umgebung ruhenden Stator und einem gegenüber der Umgebung und dem Stator drehbaren Rotor, wobei der Stator eine Stütze aufweist, mit der der Stator gegen eine Drehung gegenüber der Umgebung gesichert ist, und eine Leiterplatte (1) aufweist, auf der eine elektronische Schaltungsanordnung des Stators vorgesehen ist, wobei die Stütze ein Stift (3) ist und dass die elektronische Schaltungsanordnung und der Stift (3) zumindest teilweise von einer Gussmasse (2) eingehüllt sind, wobei ein Ende des Stiftes (3) aus der Gussmasse herausragt und wobei der Stift (3) in oder an der Leiterplatte (1) oder in oder an der Gussmasse (2) befestigt ist.

Description

Sensor insbesondere Drehwinkel- oder Drehmomentsensor mit einer Stütze für den Stator gegen Drehung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Sensor, insbesondere Drehwinkel- oder Drehmoments ensor, mit wenigstens einem gegenüber einer Umgebung ruhenden Stator und we nigstens einem gegenüber der Umgebung und dem Stator drehbaren Rotor, wobei der Stator eine Stütze aufweist, mit der der Stator gegen eine Drehung gegenüber der Umgebung gesichert ist, und eine Leiterplatte aufweist, auf dem eine elektronische Schaltungsanordnung des Stators vorgesehen ist.

In dem Dokument DE 102012 105966 A1 ist ein Drehwinkelsensor zur Bestimmung einer relativen Winkelstellung bezüglich einer Referenzposition offenbart. Dieser weist ein Gehäuse, mindestens einen Rotor, der drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und eine Leiterplatte mit einer Schaltungsanordnung aus elektrischen und/oder elektroni schen Bauteilen sowie entsprechend der Anzahl der Rotoren einen oder mehrere Sta toren auf. Das Gehäuse ist mittels einer Stütze, in dem Dokument DE 102012 105 966 A1 Verbindungsbauteil genannt, gegen Drehen gegenüber einer Umgebung des Sensors, nämlich in einer Nut eines feststehenden Teils eines Kraftfahrzeugs gestützt. Unter allen möglichen Betriebsbedingungen ist eine spielfreie Stützung vorhanden. Diese wird dadurch erreicht, dass eine Kunststofffeder der Stütze durch eine Metallfe der unterstützt ist und beide Federn Toleranzen der Nut und/oder der Stütze ausglei- chen.

Die Stütze einschließlich der beiden Federn ist aufwändig konstruiert. Während die Stütze mit Ausnahme der Metallfeder als ein Spritzgussteil aus Kunststoff hergestellt werden kann, ist insbesondere durch die Verwendung der Metallfeder die Montage aufwändig.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfachere Konstruktion insbesondere auch für eine spielfreie Stützung des Stators eines eingangs genannten Sensors zu finden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Stütze ein Stift oder ein anderes auskragendes Element ist, und dass die elektronische Schaltungsanordnung und der Stift zumindest teilweise von einer Gussmasse eingehüllt sind, wobei ein Ende des Stiftes oder des anderen auskragenden Elements aus der Gussmasse her ausragt und wobei der Stift oder das andere auskragende Element in oder an der Lei terplatte oder in oder an der Gussmasse befestigt ist.

Der Stift oder das andere auskragende Element kann auf einfach Art hergestellt und an der Leiterplatte befestigt werden. Er bzw. es kann beispielsweise nach Art eines Nietes an der Leiterplatte befestigt oder durch eine Schnappverbindung an der Leiter platte befestigt werden. Es ist auch möglich, dass der Stift oder das andere auskra gende Element lediglich in einem Loch in der Leiterplatte eingesteckt und durch das Gießen der Gussmasse weiter befestigt ist. Der Stift oder das andere auskragende Element kann auch nur an der Gussmasse befestigt sein.

Durch die Gussmasse kann die Schaltungsanordnung ganz oder teilweise eingehüllt sein, so dass ein Gehäuse zum Schützen der Schaltungsanordnung gegen die Umge bung nicht notwendig ist.

Mittels der Erfindung ist es auf einfache Art sehr ähnliche erfindungsgemäße Senso ren herzustellen, die sich lediglich durch die Gestaltung des Stiftes oder des anderen auskragenden Elements und durch die Stelle unterscheiden, an welcher der Stift oder das andere auskragende Element aus der Gussmasse herausragt. Dadurch ist es möglich, ohne großen Aufwand Sensoren herzustellen, die an verschiedene Umge bungen angepasst sind. Der Stift oder das andere auskragende Element kann zumindest teilweise aus einem Elastomer, insbesondere aus einem thermoplastischen Elastomer bestehen. Vorzugs weise besteht zumindest das aus der Vergussmasse herausragende Ende des Stiftes oder des anderen auskragende Elements aus dem thermoplastischen Elastomer oder er bzw. es weist einen Überzug aus einem thermoplastischen Elastomer auf. Mit ei nem Ende des Stiftes oder des anderen auskragenden Elements aus einem Elasto mer ist es auf einfache Weise möglich, eine spielfreie Stützung des Stators in oder an der Umgebung auszuführen.

Der Stift oder das andere auskragende Element kann auch aus zwei Kunststoffkom- ponenten bestehen, einem harten Sockel und einem elastomeren Ende. Es ist auch möglich, dass das ansonsten nicht elastomere Ende des Stiftes oder des anderen auskragenden Elements eine Kappe aus einem Elastomer trägt, so dass dadurch das Ende elastomere Eigenschaften erhält.

Ein in oder an der Leiterplatte befestigter Sockel des Stiftes oder des anderen auskra genden Elements kann aus einem Material bestehen, das einen gleichen oder im Ver gleich zu dem aus der Gussmasse herausragenden Ende des Stiftes ähnlichen ther mischen Ausdehnungskoeffizienten hat, wie die Gussmasse.

Vorzugsweise besteht die Gussmasse aus einem Duroplast oder einem Thermoplast.

Das Ende des Stiftes oder des anderen auskragenden Elements kann in beliebiger Richtung aus der Vergussmasse herausragen. Um als Stütze wirken zu können muss es lediglich möglich sein, dass das Ende in eine Ausnehmung, ein Loch, eine Nut oder anderes in der Umgebung eingreift. Vorzugsweise ist es möglich, dass das Ende des Stiftes oder des anderen auskragenden Elements in eine Richtung einer Drehachse des Rotors oder parallel zu der Drehachse aus dem Duroplast herausragt. Ebenso ist es möglich, dass das Ende des Stiftes oder des anderen auskragenden Elements in einer Richtung radial zu einer Drehachse des Rotors aus dem Duroplast herausragt. Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines erfindungsgemäßen Sensors und Fig. 2 einen Schnitt durch den Teil aus Fig. 1.

Das in den Figuren dargestellte Teil eines erfindungsgemäßen Sensors umfasst einen Teil einer Leiterplatte 1. Die Leiterplatte 1 ist eine Komponente eines Stators des Sen sors, der auch einen Rotor umfasst, von dem allerdings nichts dargestellt ist. Der dar gestellte Teil der Leiterplatte 1 ist in eine Gussmasse 2 eingegossen. In der Guss masse 2 ist ein Loch eingeformt. In diesem Loch ist ein Stift 3 nach Art eines Niets be festigt. Der Stift 3 ragt parallel zu einer Drehachse aus der Gussmasse 2 heraus. In einer gestrichelt dargestellten Variante ragt der Stift 3 in radialer Richtung aus der Gussmasse 2 heraus.

Der Sensor kann eine zentrale Ausnehmung aufweisen, durch die eine Welle oder Achse geführt ist, zum Beispiel eine Lenksäule. Der Rotor kann an der Welle oder Achse befestigt sein. Während der Stator drehfest an oder in der Umgebung der Welle oder Achse befestigt ist. Das Drehen des Stators gegenüber der Umgebung wird durch den Stift 3 verhindert, der eine Stütze des Stators gegenüber einer Drehung bil det.

Während die Gussmasse 2 aus einem Duroplast besteht, ist der Stift 3 aus einem thermoplastischen Elastomer hergestellt. Der Stift 3 kann ein Übermaß gegenüber ei ner Ausnehmung in einem Körper in der Umgebung des Sensors haben. Wird der Stift 3 in die Ausnehmung in dem Köper eingefügt, sitzt er spielfrei in der Ausnehmung. Ein Spiel Toleranzen zwischen dem Stift 3 und der Ausnehmung können dadurch ausge glichen werden. Der Stator hat dadurch eine spielfreie Stütze gegen das Drehen. Bezugszeichenliste (Fig. 1)

1 Leiterplatte

2 Gussmasse

3 Stift

Claims

Sensor insbesondere Drehwinkel- oder Drehmomentsensor mit einer Stütze für den Stator gegen Drehung Patentansprüche

1. Sensor, insbesondere Drehwinkel- oder Drehmomentsensor, mit einem ge genüber einer Umgebung ruhenden Stator und einem gegenüber der Um gebung und dem Stator drehbaren Rotor, wobei der Stator eine Stütze auf weist, mit der der Stator gegen eine Drehung gegenüber der Umgebung ge sichert ist, und eine Leiterplatte (1) aufweist, auf der eine elektronische Schaltungsanordnung des Stators vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze ein Stift (3) oder ein anderes auskragendes Element ist und dass die elektronische Schaltungsanordnung und der Stift oder das andere aus kragende Element zumindest teilweise von einer Gussmasse (2) eingehüllt sind, wobei ein Ende des Stiftes oder des anderen auskragenden Elements aus der Gussmasse (2) herausragt und wobei der Stift oder das andere auskragende Element in oder an der Leiterplatte (1) oder in oder an der Gussmasse (2) befestigt ist.

2. Sensor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (3) oder das andere auskragende Element zumindest teilweise aus einem Elasto mer, insbesondere aus einem thermoplastischen Elastomer besteht.

3. Sensor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das aus der Vergussmasse herausragende Ende des Stiftes (3) oder des anderen auskragende Elements aus dem thermoplastischen Elastomer besteht oder das ein Ende des Stiftes (3) oder des anderen auskragende Elements einen Überzug oder eine Umspritzung aus einem dem thermoplastischen Elasto mer aufweist.

4. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (3) oder das andere auskragende Element aus zwei Kunststoffkom- ponenten besteht.

5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein in oder an der Leiterplatte (1) befestigter Sockel des Stiftes (3) oder des anderen auskra genden Elements aus einem Material besteht, das einen gleichen oder im Vergleich zu dem aus der Gussmasse (2) herausragenden Ende des Stiftes (3) oder des andere auskragenden Elements ähnlichen thermischen Aus dehnungskoeffizienten hat, wie die Gussmasse (2).

6. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gussmasse (2) aus einem Duroplast oder aus einem Thermoplast be steht.

7. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Stiftes (3) oder des anderen auskragenden Elements in eine Richtung einer Drehachse des Rotors oder parallel zu der Drehachse aus dem Duroplast herausragt.

8. Sensor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Stiftes (3) oder des anderen auskragenden Elements in einer Richtung radial zu einer Drehachse des Rotors aus dem Duroplast heraus ragt.