Title:
Verfahren zur Herstellung eines Sensorsystems mit zwei induktiven Sensoren
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorsystems mit zwei induktiven Sensoren, umfassend die Schritte:
– Fixieren einer ersten Spule und einer zweiten Spule in einem Sensorgehäuse in einem ersten Schritt 110 zu einem ersten Zeitpunkt t0,
– Vergießen der Spulen im Sensorgehäuse mittels einer ersten Vergießmasse in einem zweiten Schritt 120 zu einem zweiten Zeitpunkt t2,
– thermisches Voraltern in einem dritten Schritt 130 zu einem dritten Zeitpunkt t5,
– Einsetzen einer Platine in einem vierten Schritt 140 zu einem vierten Zeitpunkt t8,
– Vergießen der Platine in einem fünften Schritt 150 zu einem fünften Zeitpunkt t9,
wobei t9 größer als t8 größer als t5 größer als t2 größer als t0 ist.




Inventors:
Weigel, Björn, Dr. (88212, Ravensburg, DE)
Heller, Carolin (88709, Meersburg, DE)
Application Number:
DE102016211004A
Publication Date:
12/21/2017
Filing Date:
06/21/2016
Assignee:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 88046 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102006012792A1N/A2007-09-27
DE10355003A1N/A2005-06-23
DE19701788A1N/A1998-07-30
DE4323084A1N/A1995-01-12
DE6939427UN/A1970-08-06



Foreign References:
200401355722004-07-15
37937111974-02-26
Other References:
Hrsg. Konrad Reif, Vieweg + Teubner Verlag, 2010, S. 150ff.
Claims:
1. Verfahren zur Herstellung eines Sensorsystems mit zwei induktiven Sensoren, umfassend die Schritte:
– Fixieren einer ersten Spule und einer zweiten Spule in einem Sensorgehäuse in einem ersten Schritt 110 zu einem ersten Zeitpunkt t0,
– Vergießen der Spulen im Sensorgehäuse mittels einer ersten Vergießmasse in einem zweiten Schritt 120 zu einem zweiten Zeitpunkt t2,
– thermisches Voraltern in einem dritten Schritt 130 zu einem dritten Zeitpunkt t5,
– Einsetzen einer Platine in einem vierten Schritt 140 zu einem vierten Zeitpunkt t8,
– Vergießen der Platine im Sensorgehäuse mittels einer zweiten Vergießmasse in einem fünften Schritt 150 zu einem fünften Zeitpunkt t9,
wobei t9 größer als t8 größer als t5 größer als t2 größer als t0 ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fixierung der Spulen in einem weiteren Schritt 121 zu einem Zeitpunkt t3, wobei dieser Zeitpunkt zwischen den Zeitpunkten t2 und t5 liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Voraltern mittels Hochtemperaturhärtung erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende weitere Schritte umfasst:
– Ermittlung 115 eines ersten Schaltabstandes F1 zu einem Zeitpunkt t1, wobei t0 < t1 < t2,
– Ermittlung 125 eines zweiten Schaltabstandes F2 zu einem Zeitpunkt t4,
– Empirische Ermittlung 131 der Auswirkung des thermischen Voralterns auf den zweiten Schaltabstand F2 zu einem Zeitpunkt t6, und
– Temperaturkompensation 132 zu einem Zeitpunkt t7, wobei t5 kleiner als t6 kleiner als t7 kleiner als t8 ist.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorsystems mit zwei induktiven Sensoren.

Die Funktionsweise des induktiven Sensors, auch Näherungsschalter oder induktiver Endschalter genannt, erfolgt nach einem dem Fachmann bekannten Prinzip: ein eine Induktivität enthaltender Schwingkreis erzeugt an einer Stirnfläche des Sensors ein keulenförmiges Magnetfeld. Sobald ein metallisches Objekt, auch Target genannt, in dieses Magnetfeld tritt, wird der Schwingkreis bedämpft, d.h. eine Amplitude eines Oszillatorsignals wird deutlich verringert. Ursächlich hierfür ist ein Energieentzug aus dem Magnetfeld durch Erzeugung von Wirbelströmen in dem metallischen Objekt. Ein nachfolgender Demodulator kann anschließend die Basisfrequenz herausfiltern und eine der Amplitude proportionale Spannung erzeugen. Über einen Schwellwertkomparator werden die Amplitudenunterschiede ausgewertet und führen zu den Schaltaussagen „Schalter offen“ oder „Schalter geschlossen“. Die gesamte Elektronik kann dabei im Endschalter integriert sein. Vorteile eines induktiven Sensors sind u.a. seine nahezu verschleißfreie Einsetzbarkeit. Sein Anwendungsbereich umfasst Branchen wie den Maschinen- und Anlagenbau, die Fabrikautomation, die Automobilindustrie, die Lager- und Fördertechnik, die Verpackungstechnik, die Druck- und Papierindustrie und die Chemie- und Verfahrenstechnik.

Der Stand der Technik kennt viele Verfahren zur Herstellung induktiver Sensoren.

So ist u.a. aus der DE10355003A1 ist ein induktiver Sensor und ein Verfahren zur Herstellung eines induktiven Sensors bekannt, der Sensor mit wenigstens einer auf einem Schaltungsträger angeordneten Leiterbahn (14), die wenigstens eine Spule bildet sowie mit einem der Spule zugeordnetem Spulenkern, wobei der Schaltungsträger als ebene Leiterplatte ausgebildet ist und wenigstens einen Durchbruch aufweist, der von dem Spulenkern durchsetzt ist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Bereitstellen eines Schaltungsträgers mit aus einer Leiterbahn bestehenden Spule und mit einem Durchbruch; Einbringen und Fixieren eines Spulenkerns in den Durchbruch; Einsetzen der Anordnung in ein Gehäuse.

Aus der DE04323084A1 ist ein Verfahrens zur Herstellung eines induktiven Drehzahlgebers bekannt, bei dem in einem Spulenkörper eines Gebergehäuses ein Magnet und ein Kern aus magnetischem Werkstoff eingesetzt, der Spulenkörper zur Bildung einer Spule bewickelt und die Spule mit Kontaktfahnen des Spulenkörpers elektrisch verbunden wird, wobei in einer Spritzgießform der Magnet, der Kern und die Kontaktfahnen eingesetzt und danach der Spulenkörper gespritzt wird, anschließend die Spule auf dem Spulenkörper gewickelt und der Spulendraht an Verbindungsstellen elektrisch mit den Kontaktfahnen verbunden wird und danach ein Schutzkörper über die Spule und zugleich über die Verbindungsstellen gesetzt und dieses Bauteil zum Spritzen des Gebergehäuses wiederum in eine Spritzgießform eingesetzt wird.

Aus der DE19701788A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors mit in einem Gehäuse angeordneten elektronischen Bauteilen und von außen zugänglichen Anschlusselementen bekannt, wobei die elektronischen Bauteile bei weiterhin zugänglichen Anschlusselementen zumindest großteils mit Kunststoffmasse umspritzt sind, die die elektronischen Bauteile umgebende Kunststoffmasse einen festen Formkörper bildet, welcher zumindest teilweise in ein Hülsenelement einführbar ist, und Mittel zur Fixierung der relativen Position zwischen Formkörper und Hülsenelement vorgesehen sind, wobei bei dem Verfahren zuerst das Formteil und das Hülsenelement als zwei voneinander unabhängige Bauteile hergestellt werden und anschließend das Formteil in das Hülsenelement eingeführt und in diesem fixiert wird.

Diese Verfahren haben gemeinsam, dass die empfindlichen elektrischen Bauteile und Platinen des Sensors in der Regel durch Vergießen vor Feuchtigkeit, hohen Temperaturen, mechanischen Belastungen oder chemischen Einflüssen geschützt werden. Dabei wird beim Vergießen eine flüssige, bspw. eine 1- oder 2-Komponenten-Vergussmasse auf eine eingegrenzte Leiterplatte aufgebracht, bis sämtliche Komponenten des Sensors eingegossen sind. Ist die Vergussmasse getrocknet und ausgehärtet so spricht man auch von der Einkapselung der Komponenten.

Ein Sensor in einem Planetengetriebe, kann mehrere Funktionen erfüllen: Er kann einen oder mehrere Betriebszustände und/oder einen oder mehrere vorgebbare Werte erfassen und/oder physikalische Größen und/oder chemische Größen in elektrische Signale umwandeln. Der Sensor fungiert als eine Art Bindeglied zwischen dem Planetengetriebe z.B. eines Fahrzeugs oder eines Schiffs oder einer Turbine mit seinen komplexen Funktionen und elektronischen Steuergeräten als Verarbeitungseinheiten. Der Sensor kann eine Anpassschaltung umfassen, die ein Signal aufbereiten und verstärken kann, damit es von einem Steuergerät weiterverarbeitet werden kann. Sensoren können heutzutage eine hohe Integrationsstufe aufweisen, d.h., dass viele Funktionen, wie z.B. Signalaufbereitung, Analog-Digital-Wandlung, Selbstkalibrierungsfunktionen und Mikroprozessor bereits im Sensor untergebracht sein können.

Aus Konventioneller Antriebsstrang und Hybridantriebe (Hrsg. Konrad Reif, Vieweg + Teubner Verlag, 2010, S. 150ff.) ist eine allgemeine Anwendung eines Sensors als Getriebe-Drehzahlsensor beschrieben. Der Sensor kann dabei in ein Getriebesteuermodul integriert oder als „stand-alone“-Version ausgelegt sein. Der Getriebe-Drehzahlsensor kann einen differentiellen Hall-Effekt-IC mit 2-Draht-Stromschnittstelle besitzen und ist zum Betrieb an eine Spannungsquelle angeschlossen. Der Getriebe-Drehzahlsensor kann das Drehzahlsignal von ferromagnetischen Zahnrädern, Stanzblechen oder aufgebrachten Multipolen detektieren, wobei er den Hall-Effekt ausnutzt und ein Signal mit einer von der Drehzahl unabhängigen konstanten Amplitude liefert. Zur Signalabgabe wird der Versorgungsstrom im Rhythmus des Inkrementsignals moduliert. Die Strommodulation lässt sich dann im Steuergerät mit einem Messwiderstand in eine Signalspannung umwandeln.

Im Stand der Technik sind des weiteren Verfahren für eine automatische Zustandsüberwachung von einem oder mehreren Planetenrädern in einem Planetengetriebe bekannt, um z.B. konstruktive Schwächen wie z.B. ein Bruch eines oder ein Bruch im Planetenträger oder um Unterbrechungen in nachgeschalteten Wellen, z.B. ein Bruch in einem nachfolgendem Lastpfad erkennen zu können, da ein mechanischer Bruch sicherheitskritisch ist und die Funktion des Planetengetriebes nicht mehr gewährleistet wäre. Durch die Überwachung des Zustands ist z.B. eine Einleitung eines sicheren Betriebszustandes und/oder eine Ausgabe an ein Ausgabegerät möglich.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Sensorsystems mit zwei induktiven Sensoren bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren zur Herstellung eines Sensorsystems mit zwei induktiven Sensoren gelöst, umfassend die Schritte:
Fixieren einer ersten Spule und einer zweiten Spule in einem Sensorgehäuse in einem ersten Schritt 110 zu einem ersten Zeitpunkt t0,
Vergießen der Spulen im Sensorgehäuse mittels einer ersten Vergießmasse in einem zweiten Schritt 120 zu einem zweiten Zeitpunkt t2,
thermisches Voraltern in einem dritten Schritt 130 zu einem dritten Zeitpunkt t5, Einsetzen einer Platine in einem vierten Schritt 140 zu einem vierten Zeitpunkt t8,
Vergießen der Platine im Sensorgehäuse mittels einer zweiten Vergießmasse in einem fünften Schritt 150 zu einem fünften Zeitpunkt t9,
wobei t9 größer als t8 größer als t5 größer als t2 größer als t0 ist.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist charakteristisch, dass es zwei Aushärtevorgänge gibt. Eine erste Aushärtung folgt dem Vergießen der Spulen. Eine zweite folgt dem Vergießen der Platinen.

Es hat sich herausgestellt, dass durch die Reihenfolge „Vergießen der Spulen – Voraltern – Vergießen der eingesetzten Platinen“ eine Veränderung der geometrischen Lage der Spulen nach der Aushärtung verhindert werden kann.

Damit unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere dadurch, dass zumindest ein zusätzlicher Schritt vorgesehen ist und es somit keine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren für ein Sensorsystem bereitzustellen, dessen primäres Ziel die Reduktion von Arbeitsschritten ist.

Das erfindungsgemäße Vergießen und/oder Kleben an sich unterscheidet sich grundsätzlich nicht von dem im Stand der Technik bekannten Verfahren. So sind insbesondere 2K-Vergussmassen für den Automotive-Bereich, d.h. für Sensoren und Kontakte, bekannt. Die Materialien kombinieren extrem hohe thermische und chemische Beständigkeit mit guter Haftung, optimal angepassten Fließeigenschaften und variablen Aushärtungsparametern. Zudem halten die Klebstoffe Einsatztemperaturen von –65 °C bis +200 °C aus und sind gegen Chemikalien wie Benzin, Diesel, Öle und Fette resistent.

Auch der Prozess des thermischen Voralterns bei Sensoren ist an sich bekannt. So ist bekannt, dass bei Sensoren, für die eine sehr hohe Zuverlässigkeit gefordert ist, die erhöhte Ausfallrate zu Beginn dadurch vermieden werden soll, dass durch Voraltern – z. B. durch Lagern bei höherer Temperatur („burn in“) – die Frühausfälle ausgesondert werden.

Im Sinne der Erfindung wird das an sich bekannte Voraltern jedoch dazu eingesetzt, einen ersten Aushärtevorgang während der Herstellung zu erzielen, bevor anschließend weitere Verfahrensschritte folgen. Damit unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren vom Stand der Technik, bei dem es an dem Zwischenschritt des thermischen Voralterns fehlt.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren gekennzeichnet durch eine Fixierung der Spulen in einem weiteren Schritt 170 zu einem Zeitpunkt t3, wobei dieser Zeitpunkt zwischen den Zeitpunkten t2 und t4 liegt.

Durch die Fixierung wird gewährleistet, dass sich die Spulen während des Aushärtens hinsichtlich ihrer Position relativ zum Sensorgehäuse nicht verändern, womit noch genauere Messungen möglich werden.

Weiterhin ist ein Verfahren bevorzugt, wobei das thermische Voraltern mittels dem Fachmann bekannte Hochtemperaturhärtung erfolgt.

Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, das folgende weitere Schritte umfasst:
Ermittlung 115 eines ersten Schaltabstandes F1 zu einem Zeitpunkt t1, wobei t0 < t1 < t2,
Ermittlung 125 eines zweiten Schaltabstandes F2 zu einem Zeitpunkt t4,
Empirische Ermittlung 131 der Auswirkung des thermischen Voralterns auf den zweiten Schaltabstand F2 zu einem Zeitpunkt t6, und
Temperaturkompensation 132 zu einem Zeitpunkt t7, wobei t5 kleiner als t6 kleiner als t7 kleiner als t8 ist.

Durch den Vergleich der Schaltabstände können frühzeitig fehlerhafte Sensorsysteme erkannt und ausgesondert werden.

Der Schaltabstand kann mittels der Schwingkreisdämpfung beschrieben werden. So kann ein zu detektierendes Objekt mit hoher Metalldichte oder -güte und einem großen geometrischen Abstand zum Sensor einen gleichen Schaltabstand, d.h. eine gleiche Schwingungsdämpfungscharakteristik zeigen, wie ein Objekt mit niedriger Metalldichte oder -güte und geringem geometrischen Abstand zum Sensor. Der Schaltabstand kann beispielsweise in Millimeter [mm], Grad [°] oder Sekunden [s] angegeben werden.

Der Schaltabstand zu Beginn der Erfassung des Objekts wird Einschaltpunkt oder Einschaltabstand bezeichnet. Der Schaltabstand zum Ende der Erfassung des Markierungskörpers wird Abschaltpunkt oder Abschaltabstand bezeichnet.

Mit Erfassen oder Erfassung ist die Wahrnehmung des metallischen Objekts im Magnetfeld des Sensors gemeint.

Durch die Voralterung mittels Hochtemperaturen können sich die Schaltabstände ändern, sodass nach der Aushärtung eine Ermittlung der Auswirkung der Voralterung auf den Schaltabstand erfolgt, wobei dies eine empirische Ermittlung ist.

Temperaturkompensation bedeutet, dass der Einfluss der Temperatur auf eine Schaltabstandveränderung nach der Hochtemperaturhärtung herausgerechnet wird.

Bevorzugt ist es, wenn es sich bei zumindest einem der Sensoren um einen n/c-Sensor handelt. Bei einem n/c-Sensor (normally closed) ist der Stromkreis des Sensors voreinstellungsmäßig geschlossen, d.h. wenn der Sensor kein Objekt oder keinen Markierungskörper detektiert, liefert der Sensor einen hohen Spannungswert, beispielsweise den Spannungswert "high" oder 5V.

Der Vorteil des n/c-Sensors liegt darin, dass ein Abbruch der Versorgungsspannung, beispielsweise bei einem stillstehendem Planetengetriebe oder einer anderen stillstehenden Drehzahlanwendung besser erkannt werden kann. Dies gilt insbesondere dann, wenn im Normalbetrieb über einen größeren Winkelbereich nicht detektiert wird und dementsprechend über einen größeren Bereich der Spannungswert "high" erwartet werden würde.

Ebenfalls bevorzugt ist es, wenn es sich bei zumindest einem der Sensoren um einen n/o-Sensor (normally open) handelt. Bei einem n/o-Sensor ist der Stromkreis des Sensors voreinstellungsmäßig offen, d.h. wenn kein Objekt oder kein Markierungskörper vor dem Sensor ist, liefert der Sensor beispielsweise den Spannungswert "low" oder 0,7V.

Der Vorteil des n/o-Sensors liegt darin, dass er überwiegend einen niedrigen Spannungswert liefert und somit energiesparender als ein n/c Sensor ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Winkelbereiche, bei denen der Sensor nicht detektiert, größer sind als die Winkelbereiche, bei denen der Sensor im Normalbetrieb detektiert.

Ebenfalls bevorzugt ist ein Sensorsystem mit einem n/c- und einem n/o-Sensor.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigt

1: das Prinzip eines induktiven Sensors;

2: Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer bevorzugten Ausführungsform desselben;

3: Verfahrensschritte einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Ein induktiver Sensor 10 besteht bekannter Weise im Wesentlich aus den Funktionsgruppen Spule 11, Oszillator 12, Schwellwertschalter 13 und Schaltendstufe 14. Der Oszillator 12 generiert ein hochfrequentes, elektromagnetisches Wechselfeld 15, das aus der Spule 11 an einer aktiven Fläche 16 nach außen austritt. Wenn ein metallisches Objekt 20 oder ein Markierungskörper 43 (siehe 3 bis 5) in dieses Feld 15 eintritt, werden in ihm Wirbelströme induziert. Diese Wirbelströme entziehen dem Magnetfeld 15 und damit dem Oszillator 12 Energie, d.h. er wird bedämpft. Der Energieentzug ist umso größer, je näher das metallische Objekt 20 an die aktive Fläche 16 herangeführt wird. Der Schwellwertschalter 13 schaltet bei einem definierten Wert der Bedämpfung die Schaltendstufe 14 ein. Das Prinzip eines induktiven Sensors ist in 1 gezeigt

Der in der 2 dargestellte erfindungsgemäße Prozessablauf zur Herstellung eines Sensorsystems mit zwei induktiven Sensoren umfasst die zeitlich aufeinanderfolgenden Schritte 110 zu einem Zeitpunkt t0, 120 zu einem Zeitpunkt t2, 130 zu einem Zeitpunkt t5, 140 zu einem Zeitpunkt t8, 150 zu einem Zeitpunkt t9 sowie den optionalen aber bevorzugten Schritt 125 zu einem Zeitpunkt t3, wobei t0 < t2 < t4 < t8 < t9 ist.

In dem ersten Schritt 110 werden eine erste Spule mit Ferritkern eines ersten induktiven Sensors und eine zweite Spule mit Ferritkern eines zweiten induktiven Sensors in einem Sensorgehäuse fixiert. Die Fixierung kann konstruktiv oder mittels Kleben erfolgen.

In dem zweiten Schritt 120 werden die beiden Spulen im Gehäuse vergossen, beispielsweise mittels eines Zweikomponenten-Gießharzes.

In dem anschließenden Schritt 121 werden die Spulen mittels eines Stempels in der jeweiligen Position gehalten und im anschließenden Schritt 130 thermisch ausgehärtet. Die Fixierung hält zumindest für die Dauer des Aushärtevorgangs dauerhaft an. Das Verfahren ist jedoch auch ohne die Fixierung denkbar.

Bei wärmehärtenden Klebstoffen ist der Aushärtezyklus immer eine Funktion in Abhängigkeit von Temperatur und Zeit, wobei aus einer Vielzahl von Zeit/Temperaturparametern gewählt werden kann.

Die thermische Aushärtung im Schritt 130 ist eine sogenannte Hochtemperaturhärtung, d.h. der jeweils zumindest teilweise eingegossene Spulenkern wird für eine kurze Härtungszeit einer hohen Temperatur ausgesetzt. Die Hochtemperaturhärtung ergibt eine optimale Vernetzung und damit eine optimale Temperatur- und Feuchtebeständigkeit, Klebefestigkeit und Chemikalienbeständigkeit sowie minimale Ausgasungsraten.

Nach der Temperaturhärtung im Schritt 130 erfolgt das Einsetzen der Platine im Schritt 140 und im anschließenden Schritt 150 das Vergießen der Platine und die anschließende Aushärtung.

Durch diese Reihenfolge „Vergießen der Spulen – Voraltern – Vergießen der eingesetzten Platinen“ wird eine Veränderung der geometrischen Lage der Spulen nach der Aushärtung verhindert.

3 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren in einer weiteren bevorzugten Ausführung. Zusätzlich zu den Schritten 110, 120, 121, 130, 140 und 150 aus 3 umfasst dieses Verfahren die weiteren Schritte 115 zu einem Zeitpunkt t1, 126 zu einem Zeitpunkt t4, 131 zu einem Zeitpunkt t6 und 132 zu einem Zeitpunkt t7.

Die zusätzlichen Schritte dienen u.a. dazu, fehlerhafte Sensorbauteile frühzeitig zu erkennen und auszusondern. Insbesondere kann es vorgesehen sein die Schaltabstände der zwei Sensoren regelmäßig miteinander oder mit Sollwertvorgaben zu vergleichen und am Ende des Prozesses eine Temperaturkompensation durchzuführen.

Im Schritt 115 zu dem Zeitpunkt t1 wird ein erster Schaltabstand F1(s) der beiden Sensoren ermittelt. Während oder nach dem Schritt 121, d.h. vor der Hochtemperaturhärtung 130, wird im Schritt 125 ein zweiter Schaltabstand F2(s) zu dem Zeitpunkt t4 ermittelt. Anschließend werden beide Schaltabstände miteinander verglichen und dokumentiert (nicht dargestellt). Zu diesem Zeitpunkt sollten die Abstände gleich sein. Weichen sie über einen vorbestimmten Wert voneinander ab, können die Sensoren bereits in diesem Stadium aussortiert werden.

Der Schaltabstände F1(s) und F2(s) sind dabei abhängig von der Umgebungstemperatur und der Beschaffenheit der Spule. Diese Abhängigkeit kann wie folgt angegeben werden: F1(s) = (T1, B1, H1) und F2(s) = (T1, B1, H1) wobei
F1(s) für den ersten Schaltabstand in Millimeter steht,
F2(s) für den zweiten Schaltabstand in Millimeter steht,
T1 gleich einer ersten Umgebungstemperatur,
B1 gleich einer ersten magnetischen Flussdichte und
H1 gleich einer ersten Feldstärke entspricht.

F2(s) dient dabei, wie bereits erläutert, der Überprüfung der ersten Messung von F1(s). F2(s) repräsentiert den Schaltabstand unmittelbar vor der Hochtemperaturhärtung.

Die Hochtemperaturhärtung im Schritt 130 hat Auswirkungen auf den Schaltabstand, d.h. der Schaltabstand vor der Hochtemperaturhärtung ist ein anderer als nach dieser, da sowohl die Umgebungstemperatur als auch magnetische Flussdichte und Feldstärke verändert werden. Diese Auswirkung F3(s) wird im Schritt 131 empirisch ermittelt. Die Abhängigkeit von Umgebungstemperatur, magnetische Flussdichte und Feldstärke verhält sich analog wie F1(s) und F2(s): F3(s) = (T2, B2, H2), wobei
F3(s) für einen dritten Schaltabstand in Millimeter steht,
T2 gleich einer zweiten Umgebungstemperatur,
B2 gleich einer zweiten magnetischen Flussdichte und
H2 gleich einer zweiten Feldstärke entspricht. F3(s) repräsentiert den Schaltabstand unmittelbar nach der Hochtemperaturhärtung.

Nach dem Schritt 132 kann ebenfalls eine Bewertung der Veränderung der Schaltabstände vorgenommen werden. Ggf. kann eine Aussonderung erfolgen. Die Bewertung kann bspw. mittels Röntgenanalyse vorgenommen werden.

Sind die Auswirkungen der Hochtemperaturhärtung empirisch ermittelt worden, so werden in dem folgenden Schritt 140 die Sensorbauteile mittels dieses empirisch ermittelten Zusammenhangs temperaturkompensiert, d.h. der Einfluss der Temperatur auf eine Schaltabstandänderung wird herausgerechnet.

Die Temperaturkompensation wird als F4(s) bezeichnet und berücksichtigt die erste und zweite Umgebungstemperatur T1 und T2 und die zweite magnetische Flussdichte und Feldstärke und kann wie folgt dargestellt werden: F4(s) = (T, B2, H2), wobei F4(s) für einen vierten Schaltabstand in Millimeter oder die Temperaturkompensation steht, T gleich einer Gesamttemperatur, B2 gleich einer zweiten magnetischen Flussdichte und H2 gleich einer zweiten Feldstärke entspricht.

Dadurch ist es möglich den Schaltabstand des Sensorsystems erst nach der Voralterung final einzustellen, wodurch die Sensoren vorteilhafterweise die gleichen Schaltabstände aufweisen.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform ist es, dass die Veränderungen des Sensors während des Fertigungsprozesses nachvollziehbar dokumentiert sind.

In dem anschließenden Schritt 140 werden die Platinen eingesetzt und im anschließenden Schritt 150 vergossen. Auch hier kann vorgesehen sein, dass der Schaltabstand nach dem Vergießen nochmals überprüft wird.

Entspricht der Schaltabstand den Vorgaben erfolgt die Freigabe des Sensorsystems.

Bezugszeichenliste

110
Fixieren der Spulen
115
Ermittlung erster Schaltabstand F1
120
Vergießen der Spulen
125
Ermittlung zweiter Schaltabstand F1
130
thermisches Voraltern, Hochtemperaturhärtung
131
Ermittlung Auswirkung der Hochtemperaturhärtung auf Schaltabstand, F3(s)
132
Temperaturkompensation, F4(s)
140
Einsetzen einer Platine
150
Vergießen der Platine
F1(s)
erster Schaltabstand in Millimeter
F2(s)
zweiter Schaltabstand in Millimeter
F3(s)
dritter Schaltabstand in Millimeter
F4(s)
vierter Schaltabstand in Millimeter, Temperaturkompensation
T1
erste Umgebungstemperatur bei F1(s)
T2
zweite Umgebungstemperatur bei F3(s)
T
Gesamttemperatur bei Temperaturkompensation
B1
magnetische Flussdichte bei F1(s) und F2(s)
H1
Feldstärke bei F1(s) und F2(s)
B2
magnetische Flussdichte bei F3(s) und F4(s)
H2
Feldstärke bei F3(s) und F4(s)
t0–t9
Zeitpunkte, wobei t0 < t1 < t2 < t3 < t4 < t5 < t6 < t7 < t8 < t9.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 10355003 A1 [0004]
  • DE 04323084 A1 [0005]
  • DE 19701788 A1 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • Hrsg. Konrad Reif, Vieweg + Teubner Verlag, 2010, S. 150ff. [0009]