Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Urformen eines Gehäuses für einen Sensor, ein Verfahren zur Verwendung des Werkzeuges und einen Sensor mit einem Gehäuse, das durch das genannte Verfahren hergestellt ist.

Aus der WO 2010 / 037 810 AI ist es bekannt, einen Messaufnehmer eines Sensors bekannt, der eingerichtet ist, ein von einer zu messenden Größe abhängiges physikalisches Feld über den

Messaufnehmer zu erfassen und ein elektrisches Ausgangssignal basierend auf dem erfassten physikalischen Feld auszugeben, in einem Gehäuse durch ein Spritzgussverfahren einzuhausen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, das Elnhausen des bekannten Sensors zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der ab ^¬ hängigen Ansprüche.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Werkzeug zum Urformen eines Gehäuses für einen Sensor, der eingerichtet ist, ein von einer zu messenden Größe abhängiges physikalisches Feld über einen Messaufnehmer zu erfassen und ein elektrisches Ausgangssignal basierend auf dem erfassten physikalischen Feld auszugeben, einen Formraum zur Aufnahme eines das Gehäuse formenden Werkstoffes und des Messaufnehmers, undeinen Kasten mit einer den Formraum begrenzenden Wand, wobei wenigstens ein Teil der den Formraum begrenzenden Wand verschieblich gelagert ist. Dabei ist das Urformverfahren besonders bevorzugt ein Gieß ^¬ oder Spritzgussverfahren.

Dem angegebenen Werkzeug liegt die Überlegung zugrunde, dass der Messaufnehmer des Sensors beim Einlegen in den Formraum des Werkzeuges irgendwo an der den Formraum begrenzenden Wand anliegen muss, da der Messaufnehmer nicht in dem Formraum schweben kann. An der Stelle, an der der Messaufnehmer jedoch an der den Formraum begrenzenden Wand anliegt, kann der

Messaufnehmer jedoch nicht mit dem das Gehäuse formenden Werkstoffes umspritzt oder umgössen werden, wodurch der

Messaufnehmer des Sensors an dieser Stelle freigelegt bleibt und eindringender Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Dies reduziert die Lebensdauer des Sensors.

Um das Eindringen von Feuchtigkeit zu vermeiden wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, wenigstens einen Teil der den Formraum begrenzenden Wand beweglich auszubilden. An diese bewegliche Wand kann der Messaufnehmer im Formraum angelegt werden. Wird der Messaufnehmer dann mit dem das Gehäuse formenden Werkstoff umspritzt, kann die Wand vom Messaufnehmer wegbewegt werden, wobei der in den Formraum eingespritzte oder eingegossene Werkstoff, der an- oder sogar bereits ausgehärtet ist, den

Messaufnehmer festhält. In den entstandenen Freiraum zwischen den Messaufnehmer und der wegbewegten Wand kann dann weiterer Werkstoff eingegossen werden, so dass keine freigelegte Stelle an dem fertigen Gehäuse verbleibt, über die Feuchtigkeit in den Sensor eindringen könnte.

Auf diese Weise kann mit dem angegebenen Werkzeug die Lebensdauer des Sensors durch die vermiedene eindringende Feuchtigkeit deutlich gesteigert werden.

In einer Weiterbildung des angegebenen Werkzeuges ist der verschiebliche Teil der Wand als Schieber ausgebildet, der gegenüber dem restlichen Teil des Kastens beweglich gelagert ist . Ein derartiger Schieber kann in einfacher Weise gesteuert werden, um die Wand während des Spritzguss- oder Gießvorgangs zu steuern. Das Steuern selbst kann dabei aktiv oder passiv erfolgen. Aktiv steuern heißt dabei, dass ein Aktor vorhanden ist, der die Wand aktiv von dem Messaufnehmer wegbewegt. Passiv steuern heißt hingegen, dass die Wand durch das in den Formraum eingespritzte Material vom Messaufnehmer wegbewegt wird.

Dabei können an dem Werkzeug verschiedene Einlass- oder Ein ^¬ spritzkanäle ausgebildet sein, über die der das Gehäuse formende Werkstoff in den Formraum eingespritzt oder -gelassen werden kann. Auf diese Weise lässt sich der Werkstoff zum Formen des Gehäuses über einen ersten Kanal einlassen, wenn der

Messaufnehmer noch an der Wand anliegt, wobei das in den formraum Material nun an der Stelle des weiteren Kanals an- oder sogar aushärtet, so dass die bewegliche Wand durch das nun eindringende Material über den weiteren Kanal bewegt werden kann.

In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Werkzeuges ist der Schieber ein Kulissenstein. Ein derartiger Kulissenstein lässt technisch einfach fertigen und in dem angegebenen Werkzeug verbauen .

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Werkzeuges ist der Formraum eingerichtet, den Messaufnehmer vor dem Einfüllen des das Gehäuse formenden Werkstoffes an derer verschieblichen Wand abzustützen, so dass die bewegliche Wand nach dem Einfüllen des das Gehäuse formenden Werkstoffes und dessen zumindest teilweise Aushärten von diesem wegbewegt werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Verwendung eines der angegebenen Werkzeuge zur Herstellung des Gehäuses die Schritte Einlegen des Messaufnehmers in den Formraum, Einfüllen des Werkstoffes in den Formraum, Bewegen des beweglichen Teils der Wand und Einfüllen eines weiteren

Werkstoffs in den Formraum beim oder nach dem Bewegen des beweglichen Teils der Wand. Bevorzugt sind dabei der Werkstoff und der weitere Werkstoff gleich. Auf diese Weise können sich der Werkstoff und der weitere Werkstoff beim Einspritzen des weiteren Werkstoffes miteinander gut vermischen, so dass keine Spalten zwischen den einzelnen Werkstoffschichten entstehen und das Eindringen von Feuchtigkeit in das Gehäuse optimal vermieden wird.

In einer besonderen Weiterbildung des angegebenen Verfahrens ist der Werkstoff ein Thermoplast. Ein Thermoplast ist ein Kunststoff, der sich in einem bestimmten Temperaturbereich verformen lässt. Der Vorgang ist dabei reversibel und kann durch Abkühlen und wiedererwärmen beliebig wiederholt werden. Dies nutzt die Weiterbildung des angegebenen Verfahrens aus, indem durch das Einspritzen des als Thermoplast ausgebildeten weiteren Werkstoffes auf den bereits an- oder ausgehärteten ersten Werkstoff zumindest eine obere Schicht des ersten Werkstoffes wieder erwärmt und verflüssigt wird, wodurch die Durchmischung der beiden Werkstoffe an deren Grenzfläche weiter gefördert wird.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Verfahrens besitzt der weitere Werkstoff beim Einfüllen in den Formraum eine Wärmeenergie besitzt, mit der der zuvor eingefüllte Werkstoff zumindest teilweise aufgeschmolzen wird, so dass eine optimale Durchmischung der beiden Werkstoffe an der Grenzfläche gegeben ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Sensor zum Erfassen eines von einer zu messenden Größe abhängiges phy- sikalisches Feld über einen Messaufnehmer und zum Ausgeben eines elektrischen Ausgangssignals basierend auf dem erfassten physikalischen Feld, ein Gehäuse, das durch eines der angegebenen Verfahren hergestellt ist. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges mit einer Fahrdynamikregelung, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Drehzahlsensors in dem Fahrzeug der Fig. 1,

Fig. 3 einen schematische Darstellung eines Lesekopfes des Drehzahlsensors der Fig. 2 in einem Zwischenproduktionszustand,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anordnung des Lesekopfes aus Fig. 3 in einem Werkzeug zum Bilden eines Gehäuses um den Lesekopf,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Anordnung aus Fig. 4 in einem Zwischenproduktionszustand des Gehäuses,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Anordnung aus Fig. 4 in einem weiteren Zwischenproduktionszustand des Gehäuses,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Anordnung aus Fig. 4 in einem noch weiteren Zwischenproduktionszustand des Gehäuses, und

Fig. 8 eine schematische Darstellung des fertig eingehausten Lesekopfes aus Fig. 3 zeigen. In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht eines Fahrzeuges 2 mit einer an sich bekannten Fahrdynamik- regelung zeigt. Details zu dieser Fahrdynamikregelung können beispielsweise der DE 10 2011 080 789 AI entnommen werden.

Das Fahrzeug 2 umfasst ein Chassis 4 und vier Räder 6. Jedes Rad 6 kann über eine ortsfest am Chassis 4 befestigte Bremse 8 gegenüber dem Chassis 4 verlangsamt werden, um eine Bewegung des Fahrzeuges 2 auf einer nicht weiter dargestellten Straße zu verlangsamen .

Dabei kann es in einer dem Fachmann bekannten Weise passieren, dass das die Räder 6 des Fahrzeugs 2 ihre Bodenhaftung verlieren und sich das Fahrzeug 2 sogar von einer beispielsweise über ein nicht weiter gezeigtes Lenkrad vorgegebenen Trajektorie durch Untersteuern oder Übersteuern wegbewegt. Dies wird durch an sich bekannte Regelkreise wie ABS (Antiblockiersystem) und ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm) vermieden.

In der vorliegenden Ausführung weist das Fahrzeug 2 dafür Drehzahlsensoren 10 an den Rädern 6 auf, die eine Dreh-zahl 12 der Räder 6 erfassen. Ferner weist das Fahrzeug 2 einen

Inertialsensor 14 auf, der Fahrdynamidaten 16 des Fahrzeuges 2 erfasst aus denen beispielsweise eine Nickrate, eine Wankrate, eine Gierrate, eine Querbeschleunigung, eine Längsbeschleu- nigung und/oder eine Vertikalbeschleunigung in einer dem Fachmann an sich bekannten Weise ausgegeben werden kann.

Basierend auf den erfassten Drehzahlen 12 und Fahrdynamikdaten 16 kann ein Regler 18 in einer dem Fachmann bekannten Weise bestimmen, ob das Fahrzeug 2 auf der Fahrbahn rutscht oder sogar von der oben genannten vorgegebenen Trajektorie abweicht und entsprechen mit einem an sich bekannten Reglerausgangssignal 20 darauf reagieren. Das Reglerausgangssignal 20 kann dann von einer Stelleinrichtung 22 verwendet werden, um mittels

Stellsignalen 24 Stellglieder, wie die Bremsen 8 anzusteuern, die auf das Rutschen und die Abweichung von der vorgegebenen Trajektorie in an sich bekannter Weise reagieren.

Der Regler 18 kann beispielsweise in eine an sich bekannte Motorsteuerung des Fahrzeuges 2 integriert sein. Auch können der Regler 18 und die Stelleinrichtung 22 als eine gemeinsame Regeleinrichtung ausgebildet und optional in die zuvor genannte Motorsteuerung integriert sein. Anhand des in Fig. 1 gezeigten Raddrehzahlsensors 10 soll die vorliegende Erfindung näher verdeutlicht werden, auch wenn die vorliegende Erfindung an beliebigen elektronischen Vorrichtungen und insbesondere an beliebigen Sensoren, wie Magnetfeldsensoren, Beschleunigungssensoren, Drehratensensoren, Körperschallsensoren oder Temperatursensoren umsetzbar ist.

Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine schematische Ansicht einer der Drehzahlsensoren 10 in der Fahrdynamikregelung der Fig. 1 zeigt.

Der Drehzahlsensor 10 ist in der vorliegenden Ausführung als aktiver Drehzahlsensor ausgeführt, der ein drehfest am Rad 6 befestigtes Geberelement in Form einer Encodersscheibe 26 und eine ortsfest zum Chassis 4 befestige Sensorschaltung umfasst, die nachstehend der Einfachheit halber Lesekopf 28 genannt wird.

Die Encoderscheibe 26 besteht in der vorliegenden Ausführung aus aneinandergereihten Magnetnordpolen 30 und Magnetsüdpolen 32, die gemeinsam ein physikalisches Feld in Form eines Geber ^¬ magnetfeldes 33 erregen. Dieses Gebermagnetfeld ist in Fig. 3 der Übersichtlichkeit halber mit zwei gestrichelt dargestellten Feldlinien angedeutet. Dreht sich die am Rad 6 befestigte Encoderscheibe 26 mit diesem in eine Drehrichtung 34, dreht sich das Gebermagnetfeld so mit.

Der Lesekopf 28 umfasst in der vorliegenden Ausführung einen Messfühler in Form eines magnetorstriktiven Elementes 35. Das magnetorstriktive Element 35 ändert in Abhängigkeit der Win ^¬ kellage des vom Encoderrad 26 erregten Gebermagnetfeldes seinen elektrischen Widerstand. Zur Erfassung der Drehzahl 12 wird an das magnetostriktive Element 35 ein Probesignal 39 angelegt, das in Abhängigkeit der Winkellage des Encoderrades 26 und damit des elektrischen Widerstandes magnetostriktiven Elementes 35 verändert wird. Basierend auf dieser Veränderung des Probe ^¬ signals 39 wertet eine Signalauswerteschaltung 40 die Drehzahl 12 aus und gibt sie in einem Datensignal 42 an den Regler 18 aus. Diese Signalauswerteschaltung 40 kann ebenfalls Teil des Lesekopfes 28 sein.

Hierzu und zu weiteren Hintergrundinformationen zu aktiven Raddrehzahlsensoren wird auf den einschlägigen Stand der Technik, wie beispielsweise die DE 101 46 949 AI verwiesen.

Es wird auf Fig. 3 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung des Lesekopfes 28 für den Drehzahlsensor 10 zeigt. Der Lesekopf 28 ist in der vorliegenden Ausführung auf einem Verdrahtungsträger in Form eines Stanzgitters verschaltet, für das auch der Begriff Leadframe verwendet wird. Ein derartiges Stanzgitter ist beispielsweise aus der WO 2010 / 037 810 AI. Der Lesekopf 28 ist in Fig. 3 in einem aus dem Stanzgitter freigestanzten Zustand gezeigt. Daher ist von dem Stanzgitter in Fig. 3 nur eine Bestückinsel 44, ein erster mit der

Bestückinsel 44 einstückig verbundener Kontaktanschluss 46 und ein zweiter von der Bestückinsel 44 getrennter Kontaktan- schluss 48 zu sehen.

Auf der Bestückinsel 44 ist der Messfühler in Form des magnetostriktiven Elementes 35 und die Signalauswerteschal ^¬ tung 40 aufgebracht und elektrisch beispielsweise durch Löten oder Verkleben kontaktiert. Das magnetostriktive Element 35 und die Signalauswerteschaltung 40 sind dabei ferner über einen Bonddraht 50 miteinander verbunden, so dass über die

Bestückinsel 44 und den Bonddraht 50 zwischen magnetostriktiven Element 35 und der Signalauswerteschaltung 40 das Probesig- nal 39 übertragen werden kann. Die Signalauswerteschaltung 40 ist dabei über einen weiteren Bonddraht 50 mit dem zweiten Kontaktanschluss 48 verbunden. Auf diese Weise kann über die beiden Kontaktanschlüsse 46, 48 das Datensignal 42 aus der Signalauswerteschaltung 40 ausgegeben werden. Zwischen den Kontaktanschlüssen 46, 48 kann dabei ein Filterkondensator 52 verschaltet sein.

Zum Schutz des Lesekopfes 28 kann um die den Lesekopf 28 tragende Bestückinsel 44 und einen Teil der Kontaktanschlüsse 46, 48 eine Schutzschicht 54 ausgebildet werden, die in Fig. 4 zu sehen ist. Hierzu wird der Kürze halber auf den einschlägigen Stand der Technik, wie beispielsweise die WO 2010 / 037 810 A verwiesen.

Zum Schutz des Lesekopfes 28 vor eindringender Feuchtigkeit oder anderen Verschmutzungen wird der Lesekopf 28 in einem in den Fig. 5 bis 8 gezeigten Gehäuse 56 eingehaust.

Dazu wird der Lesekopf 28 zunächst mit einem das Datensignal 42 zum Regler führenden Datenkabel 58 elektrisch kontaktiert.

Im Anschluss daran wird der Lesekopf 28 in eine für die End ^¬ applikation geeignete Gestalt gebogen. Da es auf diese Gestalt im Rahmen der Erfindung nicht weiter ankommt, weil diese beliebig ist, soll nachstehend lediglich beispielhaft auf die in Fig. 4 gezeigte Gestalt für den Lesekopf 28 verwiesen werden.

Der fertig gebogene Lesekopf 28 wird abschließend in ein Werkzeug 59 zum Urformen des Gehäuses 56 eingelegt. Dieses

Werkzeug 59 ist im Rahmen der vorliegenden Ausführung mehrteilig aus einem ortsfesten Werkzeugteil, einem ersten beweglichen Werkzeugteil 60, einem zweiten beweglichen Werkzeugteil 62 und einem dritten beweglichen Werkzeugteil 64 aufgebaut. Um die beweglichen Werkzeugteile 60 bis 64 besser darstellen zu können wurde auf eine Darstellung des ortsfesten Werkzeugteils ver ^¬ zichtet .

Der ortsfeste Werkzeugteil und die beweglichen Werkzeugteile 60 bis 64 bilden gemeinsam einen Kasten mit einem Formraum 66 aus, in dem der Lesekopf 28 und ein Teil des Datenkabels 58 auf ^¬ genommen werden. Der Formraum 66 ist dabei bis auf nicht weiter dargestellte, durch den Kasten führende Einlassöffnungen zum Zuführen von in Fig. 5 bis 7 dargestellten Werkstoff 68, 70 zum Formen des Gehäuses 56 dicht ausgebildet, wobei die beweglichen Werkzeugteile 60 bis 64 gegenüber dem ortsfesten Werkzeugteil beweglich angeordnet sind, so eine bewegliche Wand für den Formraum 66 bilden und damit den Formraum 66 in seiner Größe verändern können.

Die beweglichen Werkzeugteile 60 bis 64 können dabei beliebig ausgebildet sein. Im Rahmen der vorliegenden Ausführung sind die beweglichen Werkzeugteile 60 bis 64 bewegliche Kulissensteine, die geführt im ortsfesten Werkzeugteil aufgenommen sind.

Nachstehend soll das Ausbilden des Gehäuses 56 durch Einfüllen eines Werkstoffes in den Formraum 66 im Rahmen eines Spritzgussverfahrens näher beschrieben werden. Dazu wird zunächst, wie in Fig. 5 gezeigt, ein erster Werk ^¬ stoff 68 in den Formraum 66 durch Spritzgießen eingefüllt. Das Einfüllen des ersten Werkstoffs 68 erfolgt dabei, wie bereits erwähnt über nicht weiter dargestellte Einlassöffnungen in den Formraum 66 hinein.

Nachdem der Formraum 66 in dem in Fig. 4 und 5 gezeigten Zustand der beweglichen Werkzeugteile 60 bis 64 mit dem ersten Werk- Stoff 68 gefüllt ist, werden die beweglichen Werkzeugteile 60 bis 64 wie in Fig. 6 gezeigt verschoben. Dies erfolgt zweck ^¬ mäßigerweise in einem zumindest teilweise angehärteten Zustand des ersten Werkstoffes 68, damit das teilweise ausgehärtete Gehäuse vom nicht gezeigten ortsfesten Werkzeugteil gehalten werden kann. Durch das Verschieben der beweglichen Werkzeugteile 60 bis 64 wird der Formraum 66 im Bereich des Lesekopfes 28 vergrößert .

In diesen neu entstandenen Bereich des Formraums 66 wird dann, wie in Fig. 7 gezeigt, der zweite Werkstoff 70 eingespritzt. Auf diese Weise wird im Bereich des Lesekopfes 28 ein absolut dichtes Gehäuse 56 geschaffen, wobei gleichzeitig jedoch das

magnetostriktive Element 35 innerhalb des Gehäuses 56 hoch ^¬ präzise positioniert ist.

Der fertig eingehauste Lesekopf 28 ist abschließend in Fig. 8 dargestellt .