DE102006059741A1 - Sensor support module for use as component part of integrated mechatronics i.e. control electronics, in gearbox in automobile industry, has sensor support module fastenable mechanically on housing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen modularen Sensorträgeraufbau gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen modularen Sensorträgers, insbesondere für Getriebe- oder Motorsteuerungen in der Automobilindustrie.The The invention relates to a modular sensor support structure according to the Preamble of claim 1 and a method for producing Such a modular sensor carrier, in particular for Transmission or motor controls in the automotive industry.
Stand der TechnikState of the art
Integrierte Mechatroniken, das heißt insbesondere Steuerelektroniken, die direkt vor Ort beispielsweise in einem Getriebe oder in einem Motor eingesetzt werden, unterliegen einer Vielzahl von umgebungsabhängigen Anforderungen. Neben der Langzeitstabilität und Ausfallsicherheit der Steuerung stehen die erhöhten Betriebstemperaturen sowie die chemisch aggressive Umgebung des Motor- oder Getriebeöls im Vordergrund. Daher ist es unerlässlich, dass die empfindlichen Elektroniken und Sensoren soweit wie möglich vor diesen Einflüssen geschützt werden. Gerade die Konzeption der Steuerelektronik einerseits und der angebundenen peripheren Komponenten wie Sensoren oder Ventile andererseits stellen eine große Herausforderung dar.integrated Mechatronics, that means especially control electronics, directly in the field, for example in a gearbox or in a Motor used are subject to a variety of environmental Conditions. In addition to long-term stability and reliability the controller is the increased operating temperatures as well as the chemically aggressive environment of the engine or transmission oil in the foreground. Therefore, it is imperative that the sensitive Electronics and sensors as far as possible before these Influences are protected. Especially the conception the control electronics on the one hand and the connected peripheral Components such as sensors or valves on the other hand provide one big challenge
Es sind Konzepte bekannt, die Sensorelektronik in einem Sensorträger öldicht einzubetten.It are known concepts, the sensor electronics in a sensor carrier oil-tight embed.
Die
Weitergehende
Aussagen zur Ausgestaltung der Sensorelektronik, an die der Drehzahlsensor
angeschlossen wird, sind der
Darüber
hinaus ist aus der
Die so oder ähnlich hergestellten Sensorträger unterliegen aus funktionalen Gründen weit reichenden Einschränkungen. Aufgrund der Anforderungen an Maßhaltigkeit, Verwölbungsfreiheit und Festigkeit sowie Langzeitbeständigkeit gegenüber Chemikalien und höheren Temperaturen ist die Materialauswahl für den Sensorträger stark eingeschränkt. Dadurch leidet die Kompatibilität mit möglichen Verguss- und Klebemitteln. Wenn die Sensorikbauteile öldicht im Träger untergebracht werden sollen, sind daher entweder sehr aufwendige Vergussverfahren notwendig oder es muss auf ein mechanisches Dichtungskonzept zurückgegriffen werden. So kann das Sensorikbauteil an den Träger geschweißt oder mittels Einlegedichtungen oder Stopfbuchsen mechanisch befestigt werden.The subject or similarly produced sensor carrier for functional reasons, far-reaching limitations. Due to the requirements for dimensional accuracy, freedom from buckling and strength and long-term resistance to chemicals and higher temperatures is the material choice for the sensor carrier severely limited. Thereby suffers compatibility with possible encapsulation and adhesives. If the sensor components are oil-tight in the Carriers are to be accommodated, therefore, either very elaborate potting necessary or it must be on mechanical sealing concept can be resorted to. So can the sensor component welded to the carrier or mechanically fastened by means of insert seals or stuffing boxes become.
Alle bisher bekannten Ausgestaltungen von Sensorträgern haben jedoch jeweils den Nachteil, dass sie einen erheblichen Aufwand mit sich bringen, nicht immer die gewünschte Langzeitstabilität zeigen und im Falle der Vergussverfahren zudem den Nachteil aufweisen, dass bisher das Grundgehäuse nur zusammen mit der Sensorik vergossen werden kann. Damit wird der Einsatz von Halte- und Positioniereinrichtungen für die Elektronikelemente unerlässlich, was die entsprechenden Werkzeuge komplex und mithin unflexibel und teuer werden lässt.All previously known embodiments of sensor carriers have However, each has the disadvantage that they require considerable effort not always the desired long-term stability show and, in the case of the casting process, also have the disadvantage that that so far the basic housing only together with the sensors can be shed. This is the use of holding and positioning essential for the electronic elements, what the corresponding tools complex and therefore inflexible and expensive can be.
Aufgabenstellungtask
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein vereinfachtes Konzept zum Aufbau eines Sensorträgers bereit zu stellen, das eine weniger aufwendige Herstellung und den Einsatz von vergusskompatiblen Materialien erlaubt.task The invention is therefore a simplified concept of construction a sensor carrier to provide that one less elaborate production and the use of casting-compatible materials allowed.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung entsprechend des Patentanspruchs 1 sowie mit einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung gemäß Anspruch 9 erreicht.This is according to the invention with a device accordingly of claim 1 and a method of manufacture achieved such a device according to claim 9.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen modularen Sensorträgeraufbau zur Verfügung zu stellen, in dem ein separates Sensorträgermodul aus vergusskompatiblem Material, in dem die Sensierungskomponenten vergossen werden können, mechanisch auf einem Grundgehäuse befestigbar ist. Auf diese Weise werden neben der erforderlichen Maßhaltigkeit des Sensorträgers die Dichtigkeit und die vereinfachte Herstellung der einzelnen Komponenten erzielt.According to the invention proposed, a modular sensor support structure available in which a separate sensor carrier module from Vergusskompatiblem Material in which the sensing components can be cast, mechanically fastened to a base housing. On This way will be in addition to the required dimensional accuracy of the sensor carrier the tightness and the simplified Production of the individual components achieved.
Gerade im Hinblick auf solche Sensoren, die aggressiven Medien ausgesetzt sind, wie sie beispielsweise in Getrieben und in Motoren vorherrschen, wird ein Schutz der empfindlichen Sensorik gewährleistet.Especially with regard to such sensors, which are exposed to aggressive media, as prevail, for example, in gearboxes and engines, a protection of sensitive sensors guaranteed.
Das Sensorträgermodul kann hergestellt werden, in dem die Sensierungselektronik auf dem Sensorträger fixiert werden, wobei der Sensorträgerwerkstoff ein vergusskompatibles Material darstellt. Beispielsweise kann als Sensorträgermaterial PBT (Polybutylenterephthalat) eingesetzt werden. Die Sensierungskomponenten können mit dem Sensorträger dicht vergossen werden. Auf diese Weise entsteht ein Sensorträgermodul, das auf verschiedenen Grundgehäusen befestigbar ist. Zudem ist die Herstellung dieses Einzelmoduls unabhängig vom Grundgehäuse wesentlich weniger aufwendig, da die Halte- und Positionierungseinrichtungen der Werkzeuge weniger aufwendig ausgestaltet sein müssen.The Sensor carrier module can be manufactured in which the sensing electronics be fixed on the sensor carrier, wherein the sensor carrier material represents a casting-compatible material. For example, as Sensor carrier material PBT (polybutylene terephthalate) used become. The Sensierungskomponenten can with the sensor carrier to be sealed tightly. This creates a sensor carrier module, which can be fastened on different basic housings. moreover is the production of this single module independent of the basic housing much less expensive, since the holding and positioning devices the tools must be designed less expensive.
Das Grundgehäuse des Sensorträgers kann vorzugsweise aus einem Material gefertigt sein, das unter allen Betriebs- und Umgebungsbedingungen maßhaltig bleibt und die entsprechenden Festigkeiten und Langzeitstabilitäten aufweist. Mit anderen Worten ist das Grundgehäuse bevorzugt aus verwölbungsfreiem Material gefertigt. Beispielsweise kann das Grundgehäuse aus PPS (Polyphenylensulfid) gefertigt sein. Dieser Werkstoff besitzt eine besonders hohe Verwölbungsfreiheit auch bei erhöhten Temperaturen.The Basic housing of the sensor carrier may preferably be made of a material that is under all operating and Environmental conditions remains dimensionally stable and the corresponding Strengths and long-term stability has. In other words The basic housing is preferably made of buckling-free Material made. For example, the basic housing be made of PPS (polyphenylene sulfide). This material has a particularly high Verwölbungsfreiheit even at elevated temperatures.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Grundgehäuse eine Führung für einen genau zu führenden Magnetschieber aufweisen. Dabei muss die Führung so präzise sein, dass keine Klemmung durch eine eventuelle Verwölbung in den Führungen des Grundgehäuses auftreten kann. Die entsprechenden Sensierungskomponenten und Leitungsführungen zur Positionserfassung des Magnetschiebers sind dabei in dem separat gefertigten Sensorträgermodul vergossen und werden positionsgenau mechanisch auf dem Grundgehäuse fixiert.In a preferred embodiment of the invention, the Basic housing a guide for one exactly have leading to magnetic slide. It must be the leadership be so precise that no jamming by a possible Warping in the guides of the ground housing can occur. The corresponding sensing components and cable routing for position detection of the magnetic slide are in the separately manufactured sensor carrier module shed and are accurate to position fixed mechanically on the base housing.
Die mechanische Fixierung des Sensorträgermoduls auf dem Grundgehäuse kann mit allen dem Fachmann bekannten Mitteln erfolgen. Bevorzugt werden Schnappverbindungen vorgesehen oder ein Heißverstemmen der Einzelkomponenten wird durchgeführt. Werden in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Rastnasen zur Herstellung einer Schnappverbindung bereitgestellt, so ist eine solche Anordnung insbesondere bevorzugt, die eine passgenaue Positionierung sowohl parallel als auch senkrecht zum Grundgehäuse erlaubt. Im befestigten Zustand sollte keine Relativ-Bewegung des Sensorträgermoduls zum Grundgehäuse mehr möglich sein.The Mechanical fixation of the sensor carrier module on the base housing can be done by any means known to those skilled in the art. Prefers snap connections are provided or hot caulking the individual components is carried out. Become in one Particularly preferred embodiment of the invention locking lugs provided for making a snap connection, so is a Such an arrangement is particularly preferred that a tailor-made positioning both parallel and perpendicular to the base housing allowed. in the fastened state should be no relative movement of the sensor carrier module to the basic housing more possible.
Als zusätzlicher Schutz kann ein Deckel auf das Sensorträgermodul aufgebracht werden. Auch dieser Deckel kann mit den vorstehend beschriebenen mechanischen Mitteln befestigt werden. Besonders bevorzugt wird eine Befestigung des Deckels mit den gleichen Rastnasen vorgesehen, die bereits zur Befestigung des Sensorträgermoduls eingesetzt wurden. Auf diese Weise sitzt der Deckel ebenso passgenau auf dem zu schützenden Sensorträgermodul wie auch auf dem Grundgehäuse und trägt zur Fixierung des Sensorträgermoduls bei. Die Fehleranfälligkeit kann dadurch weiter vermindert werden.When Additional protection can be a cover on the sensor carrier module be applied. This cover can also be used with those described above be attached by mechanical means. Particularly preferred an attachment of the lid provided with the same locking lugs, which have already been used for mounting the sensor carrier module. In this way, the lid sits just fit on the protected Sensor carrier module as well as on the base housing and contributes to the fixation of the sensor carrier module at. The susceptibility to errors can thereby further reduced become.
Ein erfindungsgemäßer Aufbau eines Sensorträgers kann besonders bevorzugt als Bestandteil einer integrierten Mechatronik, insbesondere in Getrieben und/oder in Motoren in der Automobilindustrie verwendet werden.One Inventive design of a sensor carrier can be particularly preferred as part of an integrated mechatronics, used in particular in transmissions and / or in engines in the automotive industry become.
Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand von einer Ausführungsvariante in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert.The Invention will be described below by way of example with reference to a Embodiment explained in conjunction with the drawings.
In dieser zeigt:In this shows:
Zusammenfassend wird aufgrund des modularen Aufbaus erstmals die Herstellung von Sensorelementen aus vergusskompatiblem Material ermöglicht. Gleichzeitig wird durch die Vergießbarkeit und Kompatibilität mit dem Material des Grundgehäuses sichergestellt, dass ein ausreichender Schutz vor Umwelteinflüssen und insbesondere vor Kurzschlüssen der Kupfer-Leitungsbahnen gegeben ist. Zudem kann eine vereinfachte Fertigung aufgrund der weniger aufwendigen Halte- und Positionierungseinrichtungen im Werkzeug vorgesehen werden.In summary is due to the modular design for the first time the production of Sensor elements made of Vergusskompatiblem material allows. At the same time it is made by the castability and compatibility ensured with the material of the basic housing that sufficient protection against environmental influences and in particular is given short circuits of copper tracks. In addition, a simplified manufacturing due to the less expensive Holding and positioning devices are provided in the tool.
Durch einen standardisierten Aufbau kann weiterhin eine erleichterte Qualitätskontrolle und damit eine erhebliche Fehlerreduktion solcher Bauteile aufgrund von schadhaften Schnittstellen erzielt werden. Erfindungsgemäße Elektronikgeräte können vorteilhafter Weise in einem Temperaturbereich von –40°C bis +180°C verwendet werden.By a standardized structure can continue to facilitate quality control and thus a significant error reduction of such components due be achieved by defective interfaces. invention Electronic devices can be used advantageously in a temperature range of -40 ° C to + 180 ° C be used.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |