用于检测编码器元件的位置的传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于检测编码器元件的位置的传感器，一种用于制造所述传感器的方法，以及一种用于制造转换器的方法。
【背景技术】
[0002]由WO 2010/037810 Al已知了一种用于基于检测到的物理参量输出电信号的传感器。所述传感器具有测量电路，所述测量电路封装入电路壳体中。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是，改进已知的传感器。
[0004]该目的通过独立权利要求的特征实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。
[0005]根据本发明的一方面，一种用于检测编码器元件一一所述编码器元件发送与位置相关的物理参量一一的位置的传感器包括:用于将物理参量转换为电编码器信号的变换器；布线载体上的电路，其用于接收来自变换器的编码器信号并输出对应于编码器信号的测量信号；以及保护复合物，所述保护复合物至少部分地包封变换器和布线载体并因此将变换器保持在布线载体上。
[0006]所述传感器是基于以下考虑:可以将开头所述的传感器中的测量电路设置成，检测与编码器元件的位置相关的物理参量，例如电场和/或磁场、光或声，并将其转换为与编码器元件的位置相关的电测量信号。这种位置传感器例如可以检测编码器元件的角位置和/或直线位置并由此确定例如车辆中的油门踏板和/或制动踏板的位置。
[0007]然而就所述传感器而言认识到，用于将由传感器输出的且与待检测的位置相关的物理参量转换为至少与期望的测量信号相关的编码器信号的变换器必须固定地保持在布线载体上一一在所述布线载体上也承载了输出测量信号的电路。
[0008]在这种情况下，变换器可以容纳在变换器壳体中。一方面为了保护整个传感器不受机械和其它因素影响，以及另一方面也为了可靠地将传感器的各个构件保持在一起，可以最终将容纳在变换器壳体中的变换器和其它构件一起布置并浇铸在传感器壳体中。
[0009]然而，为此必须提供三个不同的元件，即变换器壳体、浇铸件和传感器壳体，这不仅成本过高而且要求相当大的结构空间。
[0010]相反，所述传感器的基本构思在于，所有构件可以通过共同的保护复合物保持在一起。所述传感器的所有电构件，像变换器和电路，可以使用例如粘合、钎焊或烧结技术彼此接触。与上述设计相反，电接触的构件在此可以和保护复合物一起直接在单个注塑过程中注塑包覆或灌装，所述保护复合物通过这种方式不仅将传感器的构件保持在一起而且容纳它们并且保护它们不受污物和其它环境因素(像湿气)的影响。通过这种方式，可以低成本且节省结构空间地制造所述传感器。
[0011 ] 变换器和布线载体可以直接用保护复合物通过注塑包覆或灌装而被封装。
[0012]此外，变换器和布线载体可以在单个注塑过程中或在单个灌装过程中用保护复合物相应地通过注塑包覆或灌装而被封装。
[0013]最终，保护复合物可以直接形成所述传感器的外壳。
[0014]在所述传感器的改进方案中，所述保护复合物的膨胀系数处于机电部件的膨胀系数的范围内。所述改进方案是基于以下考虑:变换器和保护复合物之间不同的膨胀系数会导致引入机械负荷，像机械应力。该机械负荷会歪曲测量结果，因此就所述传感器而言应该保持尽可能小的引入的应力。这在改进方案中通过合适地选择保护复合物和变换器的膨胀系数实现。
[0015]在所述传感器的优选的改进方案中，保护复合物包括热固性塑料材料。就所述传感器而言，当使用具有磁芯的、转化磁通量的电构件(其转换原理取决于磁芯的饱和)作为变换器时，热固性塑料材料具有特别有利的效果。取决于引入的应力而达到磁芯的饱和，这会歪曲测量结果。然而用于磁芯的常见材料一一例如铁一一的膨胀系数处于热固性塑料材料的膨胀系数的范围内。
[0016]在所述传感器的另一个改进方案中，布线载体上的电路包括不具有保护复合物的部分。当布线载体和变换器被保护复合物包封时，传感器可以固定在该部分上。
[0017]在所述传感器的优选的改进方案中，电路在不具有保护复合物的部分中设计成输出测量信号。通过这种方式，可以有利地使用对在布线载体和变换器周围施加保护复合物必要的该暴露部分，以便例如通过电缆将所述传感器连接至车辆中的上级单元，例如马达控制装置。电缆与电路在暴露部分中的电接触可以通过接触弹簧、压入销、边缘组群插头、钎焊或粘合实现。
[0018]在所述传感器的另一个改进方案中，变换器是电转换器，尤其是线性感应位置传感器，简称LIPS，其设置成基于编码器元件的位置传输至少一个参考信号作为编码器信号。转换器可以是上述转换磁通量的电构件。就所述传感器而言，转换器应该理解为这样一种电构件，其具有两个彼此电镀分开的线圈，所述线圈通过共同的接触介质(如空气或上述磁芯)在彼此间传输电能。例如如果该编码器元件本身是磁体，则其改变整个接触介质的传输特性，这表现为两个线圈的改变的传输行为。就所述传感器而言，LIPS应该是这样一种转换器，其具有第三线圈，其中第二和第三线圈布置用于与第一线圈交换电能。根据设计为磁体的编码器元件相对于第二和第三线圈的位置，得到第一和第二线圈以及第一和第三线圈之间的传输关系的一种确定的情况。因为编码器元件的位置在此利用两个不同的传输关系在两个不同的地点检测，所以在位置检测中也可以使用上述磁芯的饱和。
[0019]当线圈在转换器中通过成圈器卷绕在磁芯上时，磁芯在优选的改进方案中具有处于成圈器的膨胀系数的范围的膨胀系数。通过这种方式，可以例如通过利用热固性塑料材料的注塑包覆将成圈器直接设置在磁芯上，而不会出现机械应力引入磁芯上且因此不会发生由转换器歪曲测量结果。否则必须通过将磁芯安置在成圈器内部弹性材料中来避免这种机械应力的引入。
[0020]根据本发明的另一个方面，一种用于制造所述传感器的方法包括以下步骤:
[0021]-使变换器与布线载体上的电路接触；以及
[0022]-至少部分地用保护复合物包封变换器和布线载体，使得保护复合物将变换器保持在布线载体上。
[0023]在所述方法的特殊的改进方案中，变换器和/或布线载体的待由保护复合物包封的表面在变换器和布线载体被保护复合物包封之前被活性化。在下文中，变换器和/或布线载体的表面的活性化应理解为部分地破坏变换器和/或布线载体的表面的分子结构，从而在变换器和/或布线载体的表面上产生自由基团。这些自由基团能够与保护复合物形成化学和/或物理结合，从而其不会再从布线载体和/或变换器的表面脱落。
[0024]保护复合物在此包括多孔材料，例如聚酰胺。多孔聚酰胺能够以本领域技术人员已知的方式物理地与布线载体和/或变换器的活性化的表面结合并因此改善布线载体和变换器之间的机械保持。
[0025]在所述传感器的额外的改进方案中，在与保护复合物接触的区域中，使布线载体和/或变换器的表面的至少一部分变粗糙，从而扩大有效的活性化的表面并增加布线载体和/或变换器之间和保护复合物的附着作用。
[0026]在所述传感器的特殊的改进方案中，布线载体和/或变换器的表面的粗糙部分借助于激光变粗糙。利用激光不仅可以活性化布线载体和/或变换器的表面，通过激光还可以从布线载体和/或变换器的表面清除可能存在的脱模剂，所述脱模剂会抑制布线载体和/或变换器之间和保护复合物的附着。
[0027]根据本发明的另一个方面，一种用于制造电转换器、尤其是线性感应位置传感器(LIPS)的方法包括以下步骤:
[0028]-布置用于转换器的电接头和用于转换器的磁芯；
[0029]-围绕磁芯形成成圈器，使得电接头被成圈器保持；以及
[0030]-将至少一个线圈线卷绕在成圈器上。
[0031]所述方法可以相应地扩展与上述转换器的特征相对应的特征。尤其是，磁芯的膨胀系数可以处于成圈器的膨胀系数的范围内，这带来已描述的优点。
【附图说明】
[0032]结合下面参照附图详细说明的对实施例的描述，本发明的上述特性、特征和优点以及它们的实现方式和方法变得更清楚明白，附图中:
[0033]图1示出具有位置传感器的串联主缸；
[0034]图2示出图1的位置传感器；
[0035]图3示出图2的位置传感器上的接口 ；
[0036]图4示出图2的位置传感器上的备选接口 ；
[0037]图5示出图2的位置传感器上的另一个备选接口 ；
[0038]图6示出在第一生产状态中，图2的位置传感器中的变换器；以及
[0039]图7示出在第二生产状态中，图2的位置传感器中的变换器。
【具体实施方式】
[0040]在附图中相同的技术元件具有相同的附图标记且仅描述一次。
[0041]参考图1，示出了具有位置传感器4的串联主缸2。
[0042]串联主缸2还具有压力活塞6，所述压力活塞以可沿运动方向8运动的方式布置在壳体10中，其中压力活塞6的运动可以通过未不出的脚踏板控制。压力活塞6本身分为初级活塞12和次级活塞14，其中初级活塞12封闭壳体10的