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Dokumentenidentifikation DE4444718A1 20.06.1996
Titel Verfahren zur Herstellung eines Sensors und nach diesem Verfahren hergestellter Sensor
Anmelder VDO Adolf Schindling AG, 60326 Frankfurt, DE
Erfinder Skarpil, Harry, 65760 Eschborn, DE
Vertreter Klein, T., Dipl.-Ing.(FH), Pat.-Anw., 55262 Heidesheim
DE-Anmeldedatum 15.12.1994
DE-Aktenzeichen 4444718
Offenlegungstag 20.06.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.06.1996
IPC-Hauptklasse G01D 5/00
IPC-Nebenklasse G01D 5/12   
Zusammenfassung Ein Sensor (1) hat ein Sensorgehäuse (2), in welches ein Trägerelement (3) eingesetzt ist, das ein mit elektrischer Energie zu versorgenden Bauteile (4) trägt. Von Stromschienen (5) wird diese elektrische Energie über Anschlußdrähte (6) den Bauteilen (4) zugeführt. Die Enden der Stromschienen (5) werden an zumindest zwei Stellen einander entgegengesetzt gebogen. Dadurch werden zu starke Biegungen der Stromschienen (5) vermieden und die Länge der Stromschienen (5) verringert.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors mit einem Sensorgehäuse, in welches ein mit elektrischer Energie zu versorgende Bauteile aufnehmendes Trägerelement angeordnet ist, welches Schächte zum Einsetzen von Stromschienen aufweist, die an ihren Enden elektrisch mit Anschlußdrähten der Bauteile verbunden werden, wobei die Enden der Stromschienen vor dem Verbinden mit den Bauteilen zumindest eine radiale Biegung nach außen aufweisen und nach dem Verbinden zurück in Richtung des Trägerelementes gebogen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung einen nach diesem Verfahren hergestellten Sensor.

In der Technik werden zur Messung von Drehzahlen, Füllständen, Temperaturen und dergleichen unterschiedlich gestaltete Sensoren eingesetzt, welche in einem Sensorgehäuse von einem Trägerelement gehaltene, mit elektrischer Energie zu versorgende Bauteile, wie z. B. Magnete oder Spulen haben. Oftmals ist es wichtig, daß die Anschlußdrähte der mit elektrischer Energie zu versorgenden Bauteile nach dem Verbinden mit der jeweiligen Stromschiene Lose erhalten. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn es sich bei den Anschlußdrähten um die Enden einer auf einem Spulenträger gewickelten Spule handelt, weil die Enden durch den Wickelvorgang unter Zugspannung stehen und beim Auftreten von Schwingungen reißen könnten, wenn man die Stromschienen nach dem Anlöten der Enden des Spulendrahtes nicht nach innen biegt, um durch eine Lose eine Zugentlastung der Drahtenden zu erzeugen.

Gemäß dem bekannten Verfahren biegt man die Stromschienen an derselben Stelle zurück in Richtung des Trägerelementes, an der man sie zunächst radial nach außen gebogen hatte. Dadurch besteht an diesen Stellen die Gefahr des Brechens der Stromschienen während der Herstellung oder bei Erschütterungen. Weiterhin biegt man gemäß dem vorbekannten Verfahren das freie Ende der jeweiligen Stromschiene, welches zunächst bis zur Waagerechten abgebogen wurde, nach dem Wickeln der Spule und Anlöten des Drahtendes weiter um, so daß insgesamt eine 180°-Umlenkung entsteht und das Stromschienenende nicht mehr über die Breite der Spule ragt. Bei dieser zweiten Umbiegung besteht Bruchgefahr, da es sich bei ihr um eine 180°-Biegung mit geringem Biegeradius handeln muß.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß beim Zurückbiegen eine niedrigere Bruchgefahr der Stromschienen besteht. Weiterhin soll ein Sensor entwickelt werden, der starken mechanischen Belastungen standzuhalten vermag.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Zurückbiegen der Stromschienen durch Erzeugen einer zweiten Biegung erfolgt, die von der ersten Biegung Abstand hat.

Durch dieses Verfahren werden starke Biegungen vermieden und eine Belastung des Materials der Stromschienen während der Herstellung auf ein Minimum begrenzt. Gleichzeitig ist eine Zugentlastung der Anschlußdrähte der mit elektrischer Energie zu versorgenden Bauteile durch die Auswahl von Ort und Winkel der Biegungen leicht sicherzustellen.

Beim Anlöten oder Anschweißen des jeweiligen Anschlußdrahtes an eine Stromschiene ist es erforderlich, daß ihr freies Ende ausreichend Abstand von der Spule und dem Trägerelement hat, damit es beim Löten oder Schweißen nicht zu einer Beschädigung von Bauteilen durch Wärme kommt. Diesen Abstand erreicht man durch eine ausreichende Länge des radial nach außen ragenden Endes der Stromschiene. Die freie Länge des nach außen vorspringenden Endes darf jedoch nicht so groß sein, daß es nach dem Zurückbiegen in die Kontur des Trägerelementes gegen die Spule gelangt. Dieser Gefahr kann man trotz eines relativ weit ausladenden, freien Endes auf einfache Weise dadurch begegnen, daß gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Stromschiene vor dem Verbinden mit dem Anschlußdraht unmittelbar hinter dem Austritt aus dem Schacht durch eine dritte Biegung nach außen und nach dem Verbinden mit dem Anschlußdraht weiter zum Ende der Stromschiene hin durch die zweite Biegung zurück nach innen gebogen wird. Durch diese zweifache Biegung läßt sich ein relativ langer Stromschienenbereich zwischen dem Austritt aus dem Schacht und der Spule unterbringen, ohne daß die Gefahr einer Berührung der Spule oder eines anderen Bauteils eintritt, von dem her der Anschlußdraht zum Ende der Stromschiene führt.

Die zweitgenannte Aufgabe, nämlich die Schaffung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Sensors mit einem Sensorgehäuse, in welches ein mit elektrischer Energie zu versorgende Bauteile aufnehmendes Trägerelement angeordnet ist, welches Schächte zum Einsetzen von Stromschienen aufweist, die an ihren Enden elektrisch mit Anschlußdrähten der Bauteile verbunden sind, wobei die Enden der Stromschienen eine radiale Biegung nach außen aufweisen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stromschienen mit Abstand zu der ersten, radialen Biegung eine zweite Biegung aufweisen, durch welche sie zurück in Richtung des Trägerelementes gerichtet sind.

Bei einem solchen Sensor besteht keine Gefahr eines Brechens der Stromschienen durch zweimaliges Biegen oder übermäßig starkes Biegen. Trotzdem vermag das freie Ende der jeweiligen Stromschiene zum Herstellen der Löt- oder Schweißverbindung weit aus der Kontur des Trägerelementes zu ragen, so daß die beim Herstellen dieser Verbindung notwendige Wärme nicht Sensorbauteile beschädigt oder zerstört. Auch läßt sich ohne übermäßige Biegungen eine ausreichende Zugentlastung der Anschlußdrähte erreichen.

Von Vorteil ist es, wenn die Enden der Stromschienen an zumindest zwei Stellen einander entgegengesetzte Biegungen aufweisen. Der Abstand zwischen den Biegungen gewährleistet, daß die Stromschienen verkürzt werden und so das jeweilig mit elektrischer Energie zu versorgende Bauteil nicht berühren, was zu einem Kurzschluß oder zu einer Beschädigung des Bauteils führen könnte.

Die Stromschienen sind auf sehr einfache Weise ausreichend fest im jeweiligen Schacht gehalten, wenn die Stromschienen in den Schächten des Trägerelements durch einen gekrümmten Verlauf der Stromschienen kraftschlüssig befestigt sind.

Eine andere, vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß das Trägerelement zur Aufnahme jeweils eines Endes einer Stromschiene zwei Taschen aufweist, welche zum Schacht und tangential zu der Seite hin offen sind, zu der das jeweilige Ende einer Stromschiene vor ihrem Zurückbiegen ragt. Hierdurch werden die Enden der Stromschienen vor unerwünschten Berührungen mit dem oftmals aus Metall bestehenden Sensorgehäuse geschützt, weil sie nach außen hin durch die jeweilige Außenwand der sie aufnehmenden Tasche abgedeckt sind. Zudem stellen die Taschen sicher, daß die Enden sich nicht durch Schwingungen nach außen bewegen können.

Die Enden der Stromschienen werden besonders zuverlässig in der jeweiligen Tasche gehalten, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung die Tasche an ihrer tangentialen Einlaßseite widerhakenartig ausgebildet ist.

Die Verbindung der Stromschienen mit den Anschlußdrähten vereinfacht sich, je weiter die Enden der Stromschienen von dem Trägerelement entfernt sind. Damit sich mit möglichst geringen Biegungen in den Stromschienen ein möglichst großer, radialer Abstand der Enden der Stromschienen erreichen läßt, kann man gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Schächte im Trägerelement außermittig vorsehen.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind in der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Sensors,

Fig. 2 eine Darstellung eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Sensors nach dem verbinden einer Stromschiene mit seinen Anschlußdrähten,

Fig. 3 eine Darstellung des in Fig. 2 gezeigten Bereichs des Sensors in einem zum Einbauen in ein Sensorgehäuse fertigen Zustand.

Fig. 1 zeigt einen als Induktivgeber zur Drehzahlüberwachung ausgebildeten Sensor 1 mit einem nach oben offenen, topfförmigen Sensorgehäuse 2. In das Sensorgehäuse 2 ist ein Trägerelement 3 mit einem mit elektrischer Energie zu versorgenden Bauteil 4 eingesetzt, bei dem es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um eine elektrische Spule handelt.

Eine Stromschiene 5 ist über ein Anschlußdraht 6 mit dem Bauteil 4 verbunden. Die Stelle der Verbindung und ein unterer Bereich der Stromschiene 5 sind von Taschen 7 des Trägerelementes 3 abgedeckt. Die Stromschiene 5 ist in einem oberen Bereich in einem Schacht 8 des Trägerelementes 3 gehalten. Hierzu ist die Stromschiene 5 dort beispielsweise gewellt oder auch nur einmal abgebogen, so daß sie durch ihre Eigenspannung in dem Schacht 8 gehalten wird. An dem oberen Ende der Stromschiene 5 erfolgt für eine Signalübertragung der Anschluß eines elektrischen Kabels 9.

In Fig. 2 erkennt man die Lage und die Form der Stromschiene 5 vor dem erfindungsgemäßen Verfahrensschritt. Ein Ende der Stromschiene 5 weist eine radiale erste Biegung 10 nach außen auf. An dieses Ende ist einer der beiden Anschlußdrähte 6 des Bauteils 4 aufgewickelt und verlötet. Die radiale erste Biegung 10 hat den Sinn, das Verbinden der Stromschiene 5 mit dem Anschlußdraht 6 dadurch zu ermöglichen, daß das untere Ende der Stromschiene 5 ausreichenden Abstand vom Trägerelement 3 erhält. Die Stromschiene 5 sitzt durch eine entsprechende Anordnung des in Fig. 1 gezeigten Schachtes 8 mit einem Versatz außermittig im Trägerelement 3, wodurch sich das Ende der Stromschiene 5 weiter von dem Trägerelement 3 entfernt und die Verbindung mit den Anschlußdrähten 6 erleichtert wird. Aus demselben Grund ist nahe der Befestigung der Stromschiene 5 im Trägerelement 3 eine weitere Biegung 11 in der Stromschiene 5 vorhanden. Die Biegungen 10 und 11 in Fig. 1 entsprechen den Biegungen 10 und 11 in Fig. 3.

Wichtig für die Erfindung ist, daß nach dem Festlöten des Anschlußdrahtes 6 die Stromschiene 5 eine zweite Biegung 12 erhält, die von der ersten Biegung 10 einen Abstand aufweist und das jeweilige Ende der Stromschiene 5 zu dem Trägerelement 3 hinführt. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt. Der Abstand zwischen den Biegungen 10 und 12 ist so bemessen, daß das Ende der Stromschiene 5 während der Formung der Biegung 12 und während des Endzustandes das Bauteil 4 nicht berührt. Die Tasche 7, die das Ende der Stromschiene 5 vor einer Berührung mit dem Sensorgehäuse 2 schützt, ist hier im Schnitt dargestellt.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung eines Sensors mit einem Sensorgehäuse, in welches ein mit elektrischer Energie zu versorgende Bauteile aufnehmendes Trägerelement angeordnet ist, welches Schächte zum Einsetzen von Stromschienen aufweist, die an ihren Enden elektrisch mit Anschlußdrähten der Bauteile verbunden werden, wobei die Enden der Stromschienen vor dem Verbinden mit den Bauteilen zumindest eine radiale Biegung nach außen aufweisen und nach dem Verbinden zurück in Richtung des Trägerelementes gebogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Zurückbiegen der Stromschienen (5) durch Erzeugen einer zweiten Biegung (12) erfolgt, die von der ersten Biegung (10) Abstand hat.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschiene (5) vor dem Verbinden mit dem Anschlußdraht (6) unmittelbar hinter dem Austritt aus dem Schacht (8) durch eine dritte Biegung (11) nach außen und nach dem Verbinden mit dem Anschlußdraht (6) weiter zum Ende der Stromschiene (5) hin durch die zweite Biegung (12) zurück nach innen gebogen wird.
  3. 3. Nach den Ansprüchen 1 oder 2 hergestellter Sensor mit einem Sensorgehäuse, in welches ein mit elektrischer Energie zu versorgende Bauteile aufnehmendes Trägerelement angeordnet ist, welches Schächte zum Einsetzen von Stromschienen aufweist, die an ihren Enden elektrisch mit Anschlußdrähten der Bauteile verbunden sind, wobei die Enden der Stromschienen eine radiale Biegung nach außen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen (5) mit Abstand zu der ersten, radialen Biegung (10) eine zweite Biegung (12) aufweisen, durch welche sie zurück in Richtung des Trägerelementes (3) gerichtet sind.
  4. 4. Sensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Stromschienen (5) an zumindest zwei Stellen einander entgegengesetzte Biegungen (10, 12) aufweisen.
  5. 5. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschienen (5) in den Schächten (8) des Trägerelements (3) durch einen gekrümmten Verlauf der Stromschienen (5) kraftschlüssig befestigt sind.
  6. 6. Sensor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (3) zur Aufnahme jeweils eines Endes einer Stromschiene (5) zwei Taschen (7) aufweist, welche zum Schacht (8) und tangential zu der Seite hin offen sind, zu der das jeweilige Ende einer Stromschiene (5) vor ihrem Zurückbiegen ragt.
  7. 7. Sensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasche (7) an ihrer tangentialen Einlaßseite widerhakenartig ausgebildet ist.
  8. 8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schächte (8) im Trägerelement (3) außermittig vorgesehen sind.






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