用于制造測量元件的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造測量元件的方法以及測量元件。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE 101 30 572 Al已知了一種用于位置傳感器的感應(yīng)式測量元件，所述測量元件基于編碼器元件的取決于編碼器元件的位置的磁場將電信號輸出至分析電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是，改進(jìn)已知的感應(yīng)式測量元件。
[0004]該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于制造作為用于傳感器的測量元件的線圈的方法包括以下步驟:布置用于線圈的電接頭和磁芯；圍繞磁芯形成成圈器，使得磁芯至少部分地被成圈器包圍，且電接頭由成圈器保持；將至少一個(gè)線圈線卷繞到所形成的成圈器上；以及將卷繞的線圈線與電接頭連接。
[0006]所述方法是基于以下考慮:例如可以通過注塑提前制造測量元件的成圈器，其中磁芯然后可以例如通過粘合保持在提前制造的成圈器中。
[0007]然而所述方法是基于以下認(rèn)識:該制造方法花費(fèi)極大，因?yàn)樵诖酥辽俅判驹诔扇ζ魃系恼澈喜襟E必須利用技術(shù)上花費(fèi)極大的手段實(shí)現(xiàn)。
[0008]相反，所述方法的基本構(gòu)思在于，如此制造成圈器，使得磁芯通過形狀配合保持在成圈器中。為此，磁芯至少部分地被成圈器包圍，從而磁芯由于如此形成的形狀配合而不會再從成圈器中滑脫。
[0009]通過這種方式，可以省去測量元件制造中的上述粘合步驟。
[0010]在所述方法的改進(jìn)方案中，成圈器借助于傳遞模塑工藝(英語-transfermolding)形成。
[0011]在特殊的改進(jìn)方案中，成圈器包括熱固性材料，尤其是樹脂系統(tǒng)。在此，整個(gè)成圈器可以由熱固性材料形成。熱固性材料具有特別低的熱膨脹系數(shù)且在傳遞模塑過程之后幾乎不收縮。通過這種方式，不僅可以避免測量元件的各部件之間的熱錯(cuò)配一一所述熱錯(cuò)配導(dǎo)致在測量元件的環(huán)境溫度中的溫度變化時(shí)較小的熱應(yīng)力，所述較小的熱應(yīng)力則提高了該溫度變化期間測量元件的循環(huán)穩(wěn)定性。在傳遞模塑過程之后在硬化期間熱固性材料的減小的收縮也導(dǎo)致了作用于磁芯上的較小的內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力以及導(dǎo)致了卷繞的線圈線和成圈器之間無縫隙，這對線圈線來說表現(xiàn)為較小的腐蝕危險(xiǎn)。此外，熱固性材料最佳地附著在電接頭上且因此導(dǎo)致了電接頭和成圈器之間特別緊密的連接，這又減小了線斷裂和腐蝕的危險(xiǎn)。
[0012]熱固性材料在此優(yōu)選可以包括環(huán)氧樹脂系統(tǒng)、酚醛樹脂系統(tǒng)、三聚氰胺甲醛樹脂系統(tǒng)、不飽和聚酯樹脂系統(tǒng)或者其它能自由流動的樹脂系統(tǒng)，或者可以由上述樹脂系統(tǒng)形成。能自由流動的樹脂系統(tǒng)在此以顆粒形式提供且能在上述傳遞模塑過程中被加工。在此，能自由流動的樹脂系統(tǒng)可例如像在熱塑性塑料加工中那樣通過傳統(tǒng)的材料輸送裝置輸送。此外，能自由流動的樹脂系統(tǒng)還提供了良好的尺寸穩(wěn)定性、高的連續(xù)使用溫度、良好的耐化學(xué)腐蝕性、良好的機(jī)械性能、經(jīng)濟(jì)的性價(jià)比、良好的電性能，且能夠利用成熟的機(jī)械技術(shù)和加工工藝加工。
[0013]然而可選地，也可以使用所謂的低流動性的樹脂系統(tǒng)，其包括例如Bulk MoldingCompounds (團(tuán)狀模塑料)，簡稱為BMC，所述BMC例如可以基于不飽和的聚酯樹脂系統(tǒng)制造。具體地，BMC可以是玻璃纖維增強(qiáng)的濕聚酯。低流動性的樹脂系統(tǒng)能夠以球狀提供且基本上具有和能自由流動的樹脂系統(tǒng)相同的有利的特性。
[0014]磁芯能夠以任意方式容納在成圈器中。因此，磁芯可以在傳遞模塑過程期間例如包封在成圈器中。然而傳遞模塑過程也可以執(zhí)行為預(yù)模制過程，在預(yù)模制過程中形成具有凹部的容納體。然后可以在該例如設(shè)計(jì)為凹槽形式的凹部中插入磁芯。接著可以利用該被容納的磁芯封閉所述凹部。因此，該凹部用作其中可以裝配磁芯的空間。由此，可以在傳遞模塑過程期間針對高的溫度梯度和約175°的高的峰值溫度保護(hù)磁芯的材料。此外，在溫度變化時(shí)不會有力傳遞至磁芯上。
[0015]可以選擇具有或不具有磁致伸縮自由度的軟磁材料、例如鐵鎳磁體作為磁芯。磁致伸縮在下文中應(yīng)該理解為由于機(jī)械應(yīng)力一一例如壓應(yīng)變或拉應(yīng)變一一導(dǎo)致的磁特征參量如磁場強(qiáng)度、磁通量密度或?qū)Т怕实淖兓?。通過無應(yīng)力地將磁芯插入至凹部中，可以避免磁致伸縮。
[0016]磁芯的材料可以構(gòu)造為單層的，然而也可以構(gòu)造為多層的。
[0017]在一改進(jìn)方案中，所述方法可以包括以下步驟:在封閉凹部之前將機(jī)械脫耦材料施加在磁芯上，由此，磁芯進(jìn)一步與成圈器機(jī)械脫耦，從而最大程度地抑制作用在磁芯上的壓負(fù)荷?？蛇x地或附加地，凹部可以在磁芯插入之前或之后也被填充彈性澆注材料，例如本身已知的娃凝膠(Silgel)。
[0018]可以利用蓋實(shí)現(xiàn)對凹部的封閉，所述蓋例如可以材料配合地(粘合)、傳力配合地(夾緊)或者形狀配合地(卡緊)插入凹部中。
[0019]與磁芯是現(xiàn)在插入在預(yù)模制工藝中提前制造的成圈器中還是在制造成圈器時(shí)通過澆注或注塑成型而被包封無關(guān)，線圈線的端部可以在卷繞到成圈器上之后為了將卷繞的線圈線與電接頭連接而圍繞電接頭卷繞。為了固定并同時(shí)改善電接觸，可選地或附加地，可以將線圈線的端部恪焊、釬焊、粘合或拼接(verslpict)在電接頭上。
[0020]在此，在卷繞的線圈線與電接頭連接之后，為了較小線圈線的機(jī)械負(fù)荷，電接頭可以朝線圈線的方向彎曲，從而減輕對線圈線的拉力并從線圈線接受卷繞應(yīng)力。
[0021]在特殊的改進(jìn)方案中，所述方法包括以下步驟:在成圈器上布置偏轉(zhuǎn)銷，并通過偏轉(zhuǎn)銷將卷繞的線圈線與電接頭連接。在電接頭彎曲的情況下這種改進(jìn)方案特別有利，因?yàn)樵诖丝梢愿玫販p輕負(fù)荷。
[0022]在另一個(gè)備選的改進(jìn)方案中，所述方法包括以下步驟:圍繞具有與電接頭連接的、卷繞的線圈線的成圈器形成殼體本體。所述殼體本體保護(hù)線圈線和其與電接頭的電連接不受機(jī)械負(fù)荷和/或磨損因素如腐蝕的影響。
[0023]殼體本體的材料在此可以與待制造的測量元件的環(huán)境條件對應(yīng)地選擇。尤其優(yōu)選地，成圈器和殼體本體應(yīng)由具有相同的熱膨脹系數(shù)的材料形成，尤其由相同的材料形成。通過這種方式，可以使成圈器和殼體本體的熱膨脹彼此匹配，這導(dǎo)致了機(jī)械應(yīng)力的進(jìn)一步減小。
[0024]在優(yōu)選的改進(jìn)方案中，所述方法包括以下步驟:將導(dǎo)電板布置在電接頭和印制電路板的接觸點(diǎn)與成圈器之間，其中殼體本體圍繞導(dǎo)電板形成。導(dǎo)電板可以作為回線板與成圈器機(jī)械連接，或者可以直接在用于制造殼體本體的傳遞模塑過程之前插入相應(yīng)的傳遞模塑模具中，由此，導(dǎo)電板嵌入在殼體本體和成圈器之間或殼體本體中?；鼐€板通過這種方式定義了測量元件的傳遞模塑部分(即成圈器和殼體本體)的額外的機(jī)械加固，并可以在具有測量元件的電子電路中顯著提高測量元件的電磁相容性。此外，可以通過導(dǎo)電板以確定的方式預(yù)設(shè)間距。
[0025]電接頭可以在電子裝置側(cè)，即在其應(yīng)該與印制電路板電接觸的位置處，適應(yīng)任意的連接技術(shù)。在此，例如可以使用引腳浸錫膏、表面安裝技術(shù)(簡稱SMT)、壓入、焊接、拼接或粘合。
[0026]在制造測量元件時(shí)，電接頭例如以本身已知的方式可以通過斜撐件彼此連接，從而測量元件最終必須例如通過沖裁與該斜撐件分開。然而在該最終分開之前，可以在測量元件上，例如在殼體本體上施加條形碼或數(shù)字矩陣碼(簡稱DMC)，通過所述條形碼或數(shù)字矩陣碼能關(guān)于類型、技術(shù)數(shù)據(jù)等電子識別所述測量元件。
[0027]為了簡化測量元件在印刷電路板上的裝配，可以在殼體本體上還施加形狀元件，所述形狀元件可以由裝配工具使用。如果測量元件例如用作本身已知的表面安裝器件(簡稱SMD)，則殼體本體可設(shè)計(jì)為具有至少一個(gè)平坦的平面，SMD裝配器的吸氣嘴以本身已知的方式可以作用在所述平面上，以便能夠直接抓住測量元件并裝配在印刷電路板上。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，利用所述方法制造一種測量元件。所述測量元件在此不必具有唯一的線圈，而是可以卷繞有多個(gè)線圈，例如像在線性位置傳感器(簡稱LIPS)中使用的那樣。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種傳感器包括所述測量元件和布置成相對于測量元件可運(yùn)動的編碼器元件，所述編碼器元件的形式優(yōu)選為磁體。
[0030]所述傳感器特別優(yōu)選為直線位置傳感器(簡稱LIPS)。
【附圖說明】
[0031]結(jié)合下面參照附圖詳細(xì)說明的對實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及它們的實(shí)現(xiàn)方式和方法變得更清楚明白，附圖中:
[0032]圖1示出具有位置傳感器的串聯(lián)主缸；
[0033]圖2示出圖1的位置傳感器；
[0034]圖3示出在第一生產(chǎn)狀態(tài)中，圖2的位置傳感器中的變換器；
[0035]圖4示出在第二生產(chǎn)狀態(tài)中，圖2的位置傳感器中的變換器；
[0036]圖5示出在備選的第二生產(chǎn)狀態(tài)中，圖2的位置傳感器中的變換器；
[0037]圖6示出在最終生產(chǎn)狀態(tài)中，圖2的位置傳感器中的變換器；
[0038]圖7示出在第二生產(chǎn)狀態(tài)中，變換器的終端區(qū)域；以及
[0039]圖8示出在圖7的第二生產(chǎn)狀態(tài)中，變換器的終端區(qū)域的備選視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]在附圖中相同的技術(shù)元件具有相同的附圖標(biāo)記且僅描述一次。
[0041]參考圖1，示出了具有位置傳感器4的串聯(lián)主缸2。
[0042]串聯(lián)主缸2還具有壓力活塞6，所述壓力活塞以可沿運(yùn)動方向8運(yùn)動的方式布置在殼體10中，其中壓力活塞6的運(yùn)動可以通過未不出的腳踏板控制。壓力活塞6本身分為初級活塞12和次級活塞14，其中初級活塞12封閉殼體10的入口，次級活塞12將殼體10的內(nèi)部空間分為初級室16和次級室18。在殼體10的入口區(qū)域中，在初級活塞12上布置了次級軸環(huán)20，所述次級軸環(huán)使殼體10的內(nèi)部空間與環(huán)境空氣隔絕。向殼體10的內(nèi)部空間中觀察，在次級軸環(huán)20之后跟隨了初級軸環(huán)22，所述初級軸環(huán)密封了初級活塞12和殼體10的壁之間的間隙。次級活塞14上的壓力軸環(huán)24使初級室16的壓力和次級室18的壓力隔絕。此外，次級活塞14上的另一個(gè)初級軸環(huán)26密封了次級活塞14和殼