[发明专利]力传感器组件和用于装配力传感器组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种力传感器组件，其具有沿该力传感器组件轴向方向的测量轴。

现有技术

德国专利申请DE-A-103 50 085公开了一种用于电磁制动器的测量装置。该测量装置包括具有C形轮廓的闭环部件，其在施加到制动系统轴向上的力的作用之下发生变形。该C形轮廓配有，例如，应变仪，其可以测量该C形轮廓的变形量(例如，在径向方向上取向)。

英国专利申请GB-A-2 147 426公开了一种环形负载测量装置，允许测量施加在该测量装置上的轴向力。环具有特定形状，使得在力的作用下该环的一部分区域受到环向张力，并且该环的另一部分区域受到环向压力。在两个区域的每一个上设置传感元件，例如应变仪，并且通过该传感器元件的信号可以计算出力。

发明内容

该本发明试图提供一种力传感器组件，特别地适于轴向力测量，其可以用一种简单、可靠以及节约成本的方式来制造。

根据本发明，提供根据上文前序部分所限定的一种力传感器组件，包括设有至少两个传感元件的测力环(force ring)，在其上具有电子元件的印刷电路板，用于将印刷电路板保持在测力环上的盖板，以及覆盖印刷电路板和盖板并且附着于测力环的传感器罩(sensor cap)。

这种力传感器组件比现有技术中的力传感器更加容易装配，以及在制造上也更加节约成本。其可以典型地应用于汽车工业，更特别地作为电磁制动器系统中的力传感器组件。

根据本发明的另一方面，提供一种装配力传感器组件的方法，包括堆叠具有电子元件的印刷电路板和盖板，将该印刷电路板和该盖板固定在设有至少两个传感元件的测力环上，通过将该盖板附接到该测力环，将该至少两个传感元件电连接到该印刷电路板，将覆盖该印刷电路板和盖板的传感器罩的外部边缘和内部边缘焊接到该测力环。

附图说明

以下参照附图，利用多个示例性实施例，本发明将进行更加详细的讨论，其中

图1示出了根据本发明第一个实施例的力传感器组件的分解图，其中主要元件被单独示出；

图2示出了图1的力传感器组件在装配状态下的透视图；

图3示出了图2的力传感器组件的侧视图；

图4示出了图2的力传感器组件的横截面图；

图5示出了根据本发明第二实施例的力传感器组件的透视图；

图6示出了图5的力传感器组件的侧视图；

图7a示出了可以在根据本发明另一实施例的力传感器组件中使用的测力环的顶视图；

图7b示出了图7a中所示的测力环的侧视图；

图8示出了可以在根据本发明的力传感器组件的实施例中使用的传感器罩的透视图；

图9示出了在根据本发明的力传感器组件的另一实施例中使用的电子元件的电路图。

具体实施方式

本发明涉及一种力传感器组件，更具体地涉及一种可用于汽车应用的力传感器组件。该力传感器组件1适应于测量轴向力，其例如应用于测量电磁制动器系统中的力(例如，使用卡钳(caliper))。

图1示出了根据本发明第一个实施例的力传感器组件的分解图，其中主要元件被单独示出。力传感器组件1的一个主要元件是测力环2，其上附接应变计3(例如硅应变计，诸如微熔融硅应变计(micro-fused silicon strain gages，MSG))以测量该测力环2的变形。该测力环2可以是大体上呈圆柱形状的金属体，顶面15垂直于其纵轴14，其中力在外部区域被施加到一个方向并且在内部区域被施加到相反方向，引起该顶面15变形。该测力环2可以使用金属喷射模塑技术来制造。

力传感器组件1的另一个主要元件是印刷电路板4(或等效支持装置)，其上设置有电子元件5(集成电路，和无源元件，诸如电阻、电容器，等)。还提供有盖板6，其用于将PCB 4固定到测力环2，并且提供很多功能，其将在下文中进行讨论。提供传感器罩7，用以提供力传感器组件1的盖并且用以提供充足的功能接口，诸如连接器8。选择性地提供密封件12，其与该传感器罩7配合工作以确保力传感器组件1的内部部件不暴露于环境中。为此，该密封件12可以由可压缩材料制成。