用於使得傳感器殼體成型的模具的製作方法

2023-06-06 20:46:41

由WO 2010/037 810 A1已知一種傳感器的測量感應器，該傳感器被設計用來通過測量感應器來檢測與待測參數有關的物理場，並基於測得的物理場輸出電的輸出信號，其採用注塑方法包納在殼體中。

本發明的目的是，對已知傳感器的包納加以改進。

該目的通過獨立權利要求的特徵得以實現。從屬權利要求所述為優選的改進。

根據本發明的一個方面，用於使得傳感器殼體成型的模具，該傳感器被設計用來通過測量感應器來檢測與待測參數有關的物理場，並基於測得的物理場輸出電的輸出信號，該模具包括用於容納形成殼體的材料並容納測量感應器的成型空間；和箱子，該箱子帶有限定成型空間的壁，其中，限定成型空間的壁的至少一部分可移動地支撐。在此，成型方法特別優選地是澆注方法或注塑方法。

所提出的模具的構思在於，傳感器的測量感應器在放入到模具的成型空間中的情況下必須某處貼靠在限定成型空間的壁上，因為測量感應器不可以在成型空間中浮動。然而在測量感應器貼靠於限定成型空間的壁上之處，測量感應器卻不能用成型殼體的材料注塑包封或澆注包封，由此在該位置使得傳感器的測量感應器保持裸露，且受到侵入的溼氣。這降低了傳感器的壽命。

為了避免溼氣侵入，在本發明的範疇內提出，限定成型空間的壁的至少一部分可移動地設計。成型空間中的測量感應器可以放置到該可移動的壁上。於是如果用形成殼體的材料將測量感應器注塑包封，壁就會移動離開測量感應器，其中，注入到或者澆注到成型空間中的、固化的或者甚至已經硬化的材料將測量感應器固定住。然後可以將其它材料注入到在測量感應器與可移動的壁之間產生的自由空間中，從而在制好的殼體上沒有留下會讓溼氣透過侵入傳感器的空留位置。

採用這種方式，可以利用所提出的模具，通過避免溼氣侵入而顯著地提高傳感器的壽命。

在所給出的模具的進一步改進中，壁的可移動的部分被設計成滑動件，該滑動件相對於箱子的餘下部分可移動地支撐。這種滑動件能以簡單的方式予以控制，以便在注塑或澆注過程期間控制該壁。所述控制本身在此可以主動地或被動地進行。主動控制在此係指，存在一個促動器，該促動器使得壁主動地移動離開測量感應器。而被動控制在此係指，該壁利用注入到成型空間中的材料而移動離開測量感應器。

在此，可以在模具上開設不同的引入通道或注入通道，形成殼體的材料經由所述通道注入或進入到成型空間中。通過這種方式，當測量感應器仍靠置在壁上時，用於形成殼體的材料可以經由第一通道進入，其中，進入成型空間中的材料現在另一通道的位置固化或者甚至硬化，從而可移動的壁通過現在經由另一通道進入的材料可以移動。

在所提出的模具的另一改進中，滑動件是滑塊。這種滑塊可以在技術上簡單地製得，並可以安裝在所提出的模具中。

在所提出的模具的一種特別優選的改進中，成型空間被設計用來使得測量感應器在填入形成殼體的材料之前支撐在其可移動的壁上，從而可移動的壁在填入形成殼體的材料之後且在該材料至少部分地硬化之後可以移動離開它。

根據本發明的另一方面，利用所給出的模具之一來製造殼體的方法包括如下步驟：把測量感應器放入到成型空間中、將材料填入到成型空間中、使得壁的可移動的部分移動、在壁的可移動的部分移動時或移動後將另一材料填入到成型空間中。

所述材料和所述另一材料在此優選相同。通過這種方式，所述材料和所述另一材料可以在注入另一材料時相互充分混合，從而在各個材料層之間不產生間隙，且最佳地避免溼氣侵入到殼體中。

在所提出的方法的一種特別的改進中，所述材料是熱塑性塑料。熱塑性塑料是一種可以在一定的溫度範圍內變形的材料。該過程在此是可逆的，且可以通過冷卻和再加熱而任意地重複。這利用了所提出的方法的一種改進，其方式為，將被設計成熱塑性塑料的另一材料噴注到已經固化或者硬化的第一材料上，由此使得第一材料的至少一個上層再次變熱並液化，從而進一步促進兩種材料在它們的邊界面處混合。

在所提出的方法的一種特別優選的改進中，另一材料在填入到成型空間中時具有熱能，利用所述熱能使得先前填入的材料至少部分地熔化，從而使得兩種材料在邊界面處最佳地混合。

根據本發明的另一方面，一種傳感器，用來通過測量感應器來檢測與待測參數有關的物理場，並基於測得的物理場輸出電的輸出信號，該傳感器包括採用上述方法之一製得的殼體。

結合對實施例的如下說明將清楚地理解本發明的上述特性、特徵和優點及其實現方式，這些實施例將結合附圖予以詳述。其中：

圖1為帶有行駛動態控制系統的車輛的示意圖；

圖2為在圖1的車輛中的轉速傳感器的示意圖；

圖3為圖2的轉速傳感器的讀取頭在中間生產狀態下的示意圖；

圖4為圖3的讀取頭在用於形成圍繞讀取頭的殼體的模具中的布置情況示意圖；

圖5為圖4的裝置在殼體的中間生產狀態下的示意圖；

圖6為圖4的裝置在殼體的另一中間生產狀態下的示意圖；

圖7為圖4的裝置在殼體的又一中間生產狀態下的示意圖；

圖8為圖3的被包納好的讀取頭的示意圖。

在這些附圖中，相同的技術部件標有相同的附圖標記，並且只介紹一次。

參見圖1，其所示為帶有本已公知的行駛動態控制系統的車輛2的示意圖。該行駛動態控制系統的細節例如由DE 10 2011 080 789 A1可知。

車輛2包括底盤4和四個車輪6。每個車輪6都可以通過位置固定地固定在底盤4上的制動器8相對於底盤4減速，以便使得在未進一步示出的道路上的車輛2的移動減速。

在此，會以本領域技術人員公知的方式發生的是，車輛2的車輪6失去其底部附著，車輛2甚至因控制不足（Untersteuern）或過度控制（Übersteuern）而移動偏離例如通過未進一步示出的方向盤（Lenkrad）預定的行駛軌跡（Trajektorie）。這一點將利用本已公知的控制迴路如ABS（防抱死系統）和ESP（電子穩定程序）予以避免。

在本設計中，車輛2為此在車輪6上具有轉速傳感器10，這些轉速傳感器檢測車輪6的轉速12。此外，車輛2具有慣性傳感器14，該慣性傳感器檢測車輛2的行駛動態數據16，由這些行駛動態數據例如能以在本領域技術人員看來本已公知的方式輸出俯仰角速度、側傾角速度、橫擺角速度、橫向加速度、縱向加速度和/或垂直加速度。

基於所檢測的轉速12和行駛動態數據16，控制器18可以採用對於本領域技術人員公知的方式來確定車輛2在行車道上是否打滑，或者甚至偏離上述預定的行駛軌跡，並相應地利用本身已知的控制器輸出信號20對此做出反應。控制器輸出信號20然後可以由調節裝置22利用，以便藉助調節信號24來控制調節件比如制動器8，所述制動器以本已公知的方式對打滑和偏離預定行駛軌跡做出反應。

控制器18例如可以集成到車輛2的本已公知的發動機控制設備中。也可以把控制器18和調節裝置22設計成一個共同的控制裝置，且任選地集成到前述發動機控制設備中。

本發明將藉助圖1中所示的車輪轉速傳感器10予以詳述，儘管本發明可應用於任意電子裝置，特別是可應用於任意傳感器，比如磁場傳感器、加速度傳感器、轉速傳感器、固體聲傳感器或溫度傳感器。

參見圖2，其所示為在圖1的行駛動態控制系統中的轉速傳感器10之一的示意圖。

轉速傳感器10在本設計中是有源轉速傳感器，它包括抗轉動地固定在車輪6上的、編碼器碟片26形式的感應器部件和相對於底盤4位置固定地固定的傳感器電路，為明了起見，該傳感器電路在下面稱為讀取頭28。

編碼器碟片26在本設計中由並排靠置的磁鐵北極30和磁鐵南極32構成，它們共同地激勵起感應器磁場33形式的物理場。為明了起見，該感應器磁場在圖3中用兩個虛線磁場線表示。如果固定在車輪6上的編碼器碟片26隨同該車輪沿著旋轉方向34轉動，則感應器磁場就跟著轉動。

在本設計中，讀取頭28包括測量感應器，其形式為磁致伸縮的（magnetorstriktiv）部件35。該磁致伸縮的部件35根據由編碼器輪26激勵出的感應器磁場的角度位置而改變其電阻。為了檢測轉速12，在磁致伸縮的部件35上施加探測信號39，該探測信號根據編碼器輪26的角度位置進而根據磁致伸縮部件的電阻而改變。基於探測信號39的這種改變，信號分析電路40分析轉速12，並在數據信號42中將所述轉速輸出至控制器18。該信號分析電路40也可以是讀取頭28的一部分。

對此，且對於有源車輪轉速傳感器的其它背景信息，參見現有技術比如DE 101 46 949 A1。

參見圖3，其所示為轉速傳感器10的讀取頭28的示意圖。讀取頭28在本設計中布置在引線框形式的布線載體上，對此也採用術語「引線框架」。這種引線框例如由WO 2010/037 810 A1已知。圖3中所示的讀取頭28處於由引線框衝裁下來的狀態。因此在圖3中只能看到裝配島件44、與裝配島件44整體地連接的第一接觸接頭46和與裝配島件44分開的第二接觸接頭48。

在裝配島件44上安置著磁致伸縮部件35形式的測量感應器和信號分析電路40，且例如通過釺焊或粘接而電接觸。磁致伸縮部件35和信號分析電路40在此還通過焊接線50相互連接，從而可以通過裝配島件44和焊接線50在磁致伸縮部件35和信號分析電路40之間傳遞探測信號39。信號分析電路40在此通過另一焊接線50與第二接觸接頭48連接。採用這種方式，可以通過兩個接觸接頭46、48從信號分析電路40輸出數據信號42。在此，可以在接觸接頭46、48之間接入濾波電容器52。

為了保護讀取頭28，可以圍繞承載著讀取頭28的裝配島件44且圍繞接觸接頭46、48的一部分，構造一個保護層54，該保護層可在圖4中看到。為簡短起見，對此參見相關的現有技術比如WO 2010/037 810 A。

為了保護讀取頭28免於侵入的溼氣或其它汙物，把讀取頭28包納在圖5-8所示的殼體56中。

為此，讀取頭28首先與數據線纜58電接觸，該數據線纜將數據信號42引導至控制器。

接下來，讀取頭28彎曲成適合於最終應用的造型。由於在本發明的範圍內不對此詳述，因為所述造型是任意的，所以下面僅僅示範性地參見讀取頭28的在圖4中示出的造型。

彎曲好的讀取頭28然後放入到模具59中，用於殼體56的成型。該模具59按照本設計多組件式地由位置固定的模具部分、可移動的第一模具部分60、可移動的第二模具部分62和可移動的第三模具部分64構成。為了能夠更清楚地表示這些可移動的模具部分60-64，略去示出位置固定的模具部分。

位置固定的模具部分和可移動的模具部分60-64共同地形成帶有成型空間66的箱子，在其中容納著讀取頭28和數據線纜58的一部分。在此，成型空間66密封地構造，但未進一步示出的、穿過箱子的引入開口除外，這些引入開口用於引入在圖5-7中示出的、用來形成殼體56的材料68、70，其中，可移動的模具部分60-64相對於位置固定的模具部分可移動地布置，從而形成用於成型空間66的可移動的壁，進而可以改變成型空間66的大小。

可移動的模具部分60-64在此可以任意地構造。按照本設計，可移動的模具部分60-64是可移動的滑塊，所述滑塊被引導地容納在位置固定的模具部分中。

下面要詳細介紹通過採用注塑方法將材料填入成型空間66中來形成殼體56。

為此，如圖5中所示，首先把第一材料68通過注塑填入到成型空間66中。如已述，在此，第一材料68經由未進一步示出的引入開口填入到成型空間66中。

當成型空間66在可移動的模具部分60-64的圖4和5所示的狀態下填充了第一材料68之後，可移動的模具部分60-64便如圖6中所示那樣移動。這最好在第一材料68的至少部分固化的狀態下進行，以便至少部分硬化的殼體能被未示出的位置固定的模具部分保持住。通過可移動的模具部分60-64的移動，成型空間66在讀取頭28的區域中增大。

然後如圖7中所示，將第二材料70噴注到成型空間66的這個新產生的區域中。通過這種方式在讀取頭28的區域中提供了絕對密封的殼體56，但同時將磁致伸縮部件35高度精確地定位在殼體56中。

包納好的讀取頭28最後在圖8中示出。