CN103959017B - 在共同壳体中具有位移传感器和压力传感器的传感器模块 - Google Patents

Abstract

一种传感器模块包括其中布置有第一位移传感器和第一压力传感器的壳体。所述传感器模块可具有第二位移传感器和第二压力传感器。该模块被提供用于监控机动车辆的联轴器，例如卡车的双联轴器。

Description

在共同壳体中具有位移传感器和压力传感器的传感器模块

技术领域

本发明涉及根据专利权利要求1的传感器模块。

背景技术

从现有技术中已知传感器模块的各种构造。已知使用传感器模块监控机动车辆的联轴器，尤其是卡车的联轴器。在现有技术中，利用位移传感器监控联轴器的运动。在这种情况下，位移传感器例如可以是永磁式线性非接触位移传感器(PLCD传感器)或霍尔传感器。

现有技术中进一步已知为机动车辆提供双联轴器。这种双联轴器在现有技术中也借助于具有一个或多个位移传感器的传感器模块监控。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的传感器模块。这个目的是通过具有权利要求1的特征的传感器模块实现的。优选的发展例在从属权利要求中阐明。

根据本发明的传感器模块包括壳体，其中布置第一位移传感器和第一压力传感器。有利地是，传感器模块然后可以检测空间位置和压力二者，而无需为此目的需要多个传感器模块。

在传感器模块的优选实施例中，第一位移传感器是永磁式线性非接触位移传感器。有利地是，位移传感器然后以非接触方式操作，使得在位移传感器和被位移传感器监控的测量物体之间不需要机械的相互作用。有利地是，位移传感器然后不经受实质性磨损，这确保了长的寿命和高的可靠性水平。

位移传感器优选地具有线圈，该线圈具有磁性软芯和评估电路。位移传感器然后有利地也适用于在不利的环境条件下的测量。

在传感器模块的优选实施例中，具有布置在壳体的外侧处的第一压力适配器，并且借助于该第一压力适配器，第一压力传感器可被压力作用在其上。有利地是，传感器模块然后能够经由第一压力适配器以空气传导的方式连接到容器，以测量这个容器内的压力。

在传感器模块的发展例中，传感器模块具有第二位移传感器、第二压力传感器和第二压力适配器。有利地是，传感器模块然后适于监控两个独立的位置和两个压力。

在传感器模块的发展例中，它具有引入壳体的电缆，用于电缆的张力释放构件模制在壳体上。有利地是，传感器模块可经由电缆连接到控制装置或另一评估单元。张力释放构件有利地防止传感器模块被作用在电缆上的力损坏。

在传感器模块的优选实施例中，壳体具有电缆适配器，电缆穿过通过该电缆适配器被引导到壳体中。电缆的位置有利地借助于电缆适配器紧固。此外，用于电缆的张力释放构件可以以特别简单的方式模制在电缆适配器上。

传感器模块的壳体优选地包括框架、底板和盖板。所述传感器模块的壳体然后能够有利地易于组装。

第一压力适配器优选地布置在所述底板上。

在传感器模块的一个实施例中，框架和底板一体地构造。有利地是，生产传感器模块所需的部件的数量由此被减少，这能够实现传感器模块的成本高效生产。

在传感器模块的实施例中，底板具有能够借助于盖子封闭的凹陷。有利地是，在模制张力释放构件的过程中，电缆然后能够通过该凹陷紧固。随后，凹陷可以有利地被盖子封闭。

在传感器模块的另一实施例中，框架和底板以可分离的方式构造。有利地是，传感器模块的电缆然后可以相对于框架紧固，以便生产张力释放构件。框架能够随后被连接到底板和盖板上。

在传感器模块的实施例中，提供了对机动车辆的联轴器的监控。有利地是，传感器模块能够同时使用位移传感器感测位置并使用压力传感器感测压力。该位置例如可以是联轴器的位置。该压力例如可以是用于控制联轴器的气动致动器的压力。在这个情况下，通过测量本地位置和压力二者，在联轴器的监控过程中有利地实现了冗余。

附图说明

下面参照附图更详细解释本发明，图中：

图1是根据第一实施例的传感器模块的俯视图；

图2是传感器模块的另一俯视图；

图3是传感器模块的仰视图；

图4是借助于盖板封闭的传感器模块的视图；

图5是传感器模块的电缆适配器的细节图；

图6是电缆适配器的另一视图；

图7是穿过电缆适配器和电缆的截面图；

图8是传感器模块的底板的视图；

图9是用于底板的凹陷的盖子的视图；

图10是根据第二实施例的传感器模块的壳体的分解视图；以及

图11示出第二实施例的传感器模块的壳体的框架。

具体实施方式

图1是根据第一实施例的传感器模块100的透视图。图2是从另一视角的传感器模块100的另一图示。传感器模块100被提供用于使用第二位移传感器测量两个位置并使用第二压力传感器测量两个压力。传感器模块100可以例如用于监控机动车辆的联轴器。传感器模块100尤其适于监控卡车的双联轴器。

传感器模块100具有壳体200，其在图1和2中示出为打开状态。壳体200包括底板230、框架220和盖板210，盖板在图1和2中未示出，但可以在图4中看到。壳体200优选地包括电绝缘材料，例如，塑料材料。

盖板210和底板230都以基本上平面的方式构造，并且形成壳体200的两个相互平行的壁。框架220具有基本上中空柱状，并形成壳体200的将盖板210和底板230彼此连接的横向壁。在根据第一实施例的传感器模块100中，壳体200的底板230和框架220以一体地方式构造。框架220和底板230由此形成共同部件并且不能从彼此分离。

第一位移传感器300和第二位移传感器350布置在传感器模块100的壳体200的内部。在所示的实施例中，第一位移传感器300和第二位移传感器350是永磁式线性非接触位移传感器(PLCD传感器)。然而，第一位移传感器300和/或第二位移传感器350也可以是不同类型的位移传感器，例如霍尔传感器。

被构造为永磁式线性非接触位移传感器(PLCD传感器)的第一位移传感器300包括第一测量线圈310。第一测量线圈310具有细长磁性软芯，该软芯在其整个长度上被初级线圈环绕并且在端部具有两个评估线圈。第一位移传感器300的第一测量线圈310从而对应于现有技术。被构造为PLCD位移传感器的第二位移传感器350具有对应于第一测量线圈310的第二测量线圈360。第一测量线圈310和第二测量线圈360如图所示可以平行于彼此取向。然而，第一测量线圈310和第二测量线圈360可以具有不同的相互取向。

第一位移传感器300进一步包括第一印刷电路板320，其上布置有第一集成开关电路325形式的评估电路。第一集成开关电路325可以被构造为例如专用集成电路(ASIC)。第二位移传感器350相应地具有第二印刷电路板370，其上布置有第二集成开关电路375形式的评估电路。第二集成开关电路375也可以被构造为专用集成电路(ASIC)。第一位移传感器300的第一印刷电路板320和第二位移传感器350的第二印刷电路板370借助于中间连接件330彼此电连接。经由中间连接件330，电信号可以在第一印刷电路板320和第二印刷电路板370之间传输。

在传感器模块100的可替代实施例中，第一位移传感器300和第二位移传感器350仅具有一个共同的印刷电路板。该共同的印刷电路板可以具有用于两个位移传感器300、350的分离的评估电路或者共同的评估电路。

第一压力传感器400和第二压力传感器450被进一步布置在传感器模块100的壳体200内。在图2和3中，可以看到传感器模块100的壳体200的底板230具有第一压力适配器410和第二压力适配器460。压力适配器410和460在底板230上垂直地布置。在第一压力适配器410和第一压力传感器400之间有流体导通连接。在第二压力适配器460和第二压力传感器450之间也有流体导通连接。第一压力适配器410和第二压力适配器460也可以布置在壳体200上除了底板230之外的位置处。

经由第一压力适配器410，压力可以作用在第一压力传感器400上。第一压力传感器400被构造成量化被施加到其上的这个压力。例如，第一压力传感器400可以经由第一压力适配器410连接到容器，以导通空气，以测量这个容器内的压力。该容器例如可以是气动致动器。经由第二压力适配器460，第二压力可以作用在第二压力传感器450上。第二压力传感器450被构造成量化经由第二压力适配器460施加到其上的第二压力。第一压力传感器400和第二压力传感器450根据现有技术构造。

第一压力传感器400借助于第一电连接件420连接到第二印刷电路板370。第二压力传感器450也借助于第二电连接件470连接到第二印刷电路板370。在第二印刷电路板370上，可布置有用于评估压力传感器400、450提供的信号的一个或多个评估电路。

传感器模块100的壳体200具有配合到壳体200的框架220中的电缆适配器240。电缆适配器以基本上中空柱状方式构造。框架220和电缆适配器240优选地以一体地方式构造。

电缆250通过电缆适配器240从外侧被引导到壳体200的内部。电缆250例如可以用于将传感器模块100连接到电子变速箱控制系统(变速箱控制单元：TCU)。电缆250具有多个线股255，该线股在电缆连接件260的区域中以电导通方式连接到第二印刷电路板370。

图3是传感器模块100的壳体200的仰视图。壳体200的底板230可以从图3中看到。可以看出，壳体200的底板230具有凹陷235，该凹陷235提供在底板230的与框架220的其中布置电缆适配器240的区域相邻接的区域内。从而，延伸到壳体200内的电缆250的部分、电缆250的线股255以及电缆连接件260可以通过凹陷235接取。

在图3的图示中，底板230的凹陷235借助于盖子236封闭。在所示示例中，盖子236以半透明方式构造。然而，盖子236也可以以不透明方式构造。

从图3中可以进一步看出壳体200的底板230具有多个固定孔，借助于这些固定孔，传感器模块100的壳体200能够被固定到载体装置上。

图4是传感器模块100的另一视图。在图4的图示中，传感器模块100的壳体200用盖板210封闭。盖板210可以借助于螺钉连接、粘结剂粘接连接、焊接连接或其他连接方式连接到壳体200的框架220。该连接优选地被构造为使得在壳体200的框架220和盖板210之间为气体密封和流体密封的。封闭底板230的凹陷235的盖子236和底板230之间的连接优选地也以气体密封和流体密封方式构造。

图5和6是具有电缆适配器240的传感器模块100的壳体200的区域的细节图。在图5的图示中，第二压力传感器450为了清楚起见已经被移除。电缆250借助于电缆适配器240被引导到壳体200的内部。电缆250的线股255在电缆连接件260的区域中被连接到第二印刷电路板370。在电缆250上的拉动会导致电缆连接件260的损坏。为了防止这种情况，期望在电缆适配器240的区域中为电缆250提供张力释放构件。这种张力释放构件例如可以借助于注模成型来生产。

图7是沿着图6中所示的剖面线通过电缆适配器240和延伸穿过电缆适配器240的电缆250的截面。为了借助于注模成型注模用于在电缆适配器240上的电缆250的张力释放构件，需要将布置于电缆适配器240中的电缆250在第一紧固点241、第二紧固点242、第三紧固点243和第四紧固点244紧固。第一紧固点241和第四紧固点244位于壳体200的内部。第二紧固点242和第三紧固点243位于壳体200的外部。第一紧固点241和第二紧固点242位于电缆250的面对壳体200的盖板210的一侧上。第三紧固点243和第四紧固点244位于电缆的面向壳体200的底板230的一侧上。如果在注模成型操作过程中电缆250没有紧固到四个紧固点241、242、243、244上，电缆250在注模成型过程中会移动，由此注模成型材料会被引入到电缆250的覆盖层(cover)中，这会导致电缆250或传感器模块100的其他部分的损坏。

在图7的图示中，在电缆250的线股255和第二印刷电路板370之间的电缆连接件260借助于固定到电缆250的线股255的凹型连接器265形成。然而，凹型连接器265也可被免除。在这种情况下，电缆250的线股255在电缆连接件260的区域内可直接被焊接到印刷电路板370上。

图8是包括电缆适配器240的传感器模块100的壳体200的区域的另一细节视图。在图8中，可以看出，壳体200的底板230具有提供为使得电缆250的第四紧固点244可接取的凹陷235。如果底板230的凹陷235是打开的，也就是说，不借助于盖子236而封闭，电缆250能够借助于适当的工具被紧固到四个紧固点241、242、243、244，以随后在电缆适配器240的区域中注模用于电缆250的张力解除元件。由于电缆250在紧固点241、242、243、244处的紧固，确保了电缆250在注模成型操作过程中不移动。随后，底板230的凹陷235可以借助于盖子236封闭。这在图9中示出。

图10是根据第二实施例的传感器模块1100的壳体1200的分解图。根据第二实施例的传感器模块1100的壳体1200不同于第一实施例的传感器模块100的壳体200。然而，在其他方面，传感器模块1100对应于根据第一实施例的传感器模块100。尤其是，在传感器模块1100中，与在根据第一实施例的传感器模块100的壳体200中相同的部件被布置在壳体1200中。

壳体1200包括盖板1210、框架1220和底板1230。壳体1200的盖板1210对应于壳体200的盖板210。壳体1200的框架1220对应于壳体200的框架220。壳体1200的底板1230对应于壳体200的底板230。然而，壳体1200的框架1220和底板1230构造为分离的部件。框架1220和底板1230从而不以一体地方式构造。然而，框架1220和底板1230可以连接至彼此。框架1220和底板1230优选地以气体密封和流体密封的方式连接至彼此。

图11是第二实施例的传感器模块1100的壳体1200的框架1220的细节图。框架1220具有中空柱状的电缆适配器240，电缆250通过该电缆适配器从外侧被引导到壳体1200的内侧。电缆250又具有提供为在电缆连接件260的区域中连接到传感器模块1100的印刷电路板的多个线股255。在图11所示的实施例中，电缆250的线股255为此目的连接到凹型连接器265。凹型连接器265可以配合到印刷电路板的适当插头类型的连接器上。

为了保护传感器模块1100的剩余部件和电缆250免受损坏，需要在电缆适配器240的区域中在电缆适配器240和电缆250上模制张力释放构件。为此目的，同样需要将电缆250紧固在第一紧固点241、第二紧固点242、第三紧固点243和第四紧固点244。有利地是，在第二实施例的传感器模块1100中，只要壳体1200的框架1220还没有连接到壳体1200的底板1230和盖板1210上，那么所有四个紧固点241、242、243和244可以容易地接取。

因此，为了生产第二实施例的传感器模块1100，电缆250优选地首先通过框架1220的电缆适配器240引导。随后，电缆250在紧固点241、242、243、244处紧固。在电缆250的紧固状态下，张力释放构件可以例如借助于注模成型模制在电缆适配器240和电缆250上。框架1220随后连接到底板1230和盖板1210。

Claims (11)

1.一种传感器模块(100、1100)，

具有壳体(200、1200)，

布置在所述壳体(200、1200)内的第一位移传感器(300)和第一压力传感器(400),

其中第一压力适配器(410)布置在所述壳体(200、1200)的外侧处，所述第一压力传感器(400)能够借助于所述第一压力适配器(410)被压力作用于其上，并且在所述第一压力适配器(410)和所述第一压力传感器(400)之间有流体导通连接。

2.如权利要求1所述的传感器模块(100、1100)，

所述第一位移传感器(300)是永磁式线性非接触位移传感器。

3.如前述权利要求中任一项所述的传感器模块(100、1100)，

所述位移传感器(300)包括具有磁性软芯的线圈(310)和评估电路(325)。

4.如权利要求1-2中任一项所述的传感器模块(100、1100)，

所述传感器模块(100、1100)具有第二位移传感器(350)、第二压力传感器(450)和第二压力适配器(460)。

5.如权利要求1-2中任一项所述的传感器模块(100、1100)，

所述传感器模块(100、1100)具有引入所述壳体(200、1200)内的电缆(250)，

用于所述电缆(250)的张力释放构件模制在所述壳体(200、1200)上。

6.如权利要求5所述的传感器模块(100、1100)，

所述壳体(200、1200)具有电缆适配器(240)，

所述电缆(250)通过所述电缆适配器(240)被引导到壳体(200、1200)内。

7.如权利要求1-2中任一项所述的传感器模块(100、1100)，所述壳体(200、1200)包括框架(220、1220)、底板(230、1230)和盖板(210、1210)。

8.如权利要求7所述的传感器模块(100、1100)，

所述第一压力适配器(410)布置在所述底板(230、1230)上。

9.如权利要求7所述的传感器模块(100)，

所述框架(220)和底板(230)以一体的方式构造。

10.如权利要求9所述的传感器模块(100)，

所述底板(230)具有能够借助于盖子(236)封闭的凹陷(235)。

11.如权利要求7所述的传感器模块(1100)，

所述框架(1220)和底板(1230)以可分离的方式构造。