Verkleben von Sensoren im Automobil

Verkleben von Sensoren im Automobil

Mittlerweile kommen bis zu hundert Sensoren in einem Auto zum Einsatz, Tendenz weiter steigend. Dabei variieren die Einsatzgebiete zwischen Sicherheit, Komfortfunktion und Antriebsstrang. Viele dieser Sensoren besitzen Bauteile, die mit Klebstoffen fixiert und mit Vergussmassen geschützt werden.

 

Sensoren befinden sich im Auto in der Regel überall dort, wo physikalische Größen wie zum Beispiel Temperatur, Druck, Position oder Geschwindigkeit gemessen werden müssen. Da diese entgegengenommenen Signale über Schnittstellen zu Steuergeräten bzw. Auswerteelektroniken geleitet werden, gilt es, die Sensoren vor allem gegenüber aggressiven Medien zuverlässig abzudichten. Gerade Sensoren, die in rauen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden und zum Beispiel zur Überwachung des Ölstands oder -drucks dienen, sollten mit zuverlässigen Materialien versehen sein. Speziell für solche Anwendungen sind Vergussmassen und Klebstoffe geeignet, die eine gute chemische und thermische Beständigkeit aufweisen. Im Folgenden liegt der Fokus auf Park-, Reifendruck-, Geschwindigkeits-, Positions-, sowie Motorsteuerungssensoren und den dafür geeigneten Klebstoffen.

Sicheres Einparken leicht gemacht

Bei Parkdistanz-Sensoren kommt es vor allem darauf an, dass sich der Autofahrer auf die Korrektheit ihrer Angaben verlassen kann. Denn sie sind es, die ihm dabei helfen, sein Auto sicher in eine kleine Parklücke zu manövrieren. Versagt der Sensor, kann es für den Fahrer teuer werden.
Daher ist es insbesondere wichtig, dass der eingesetzte Klebstoff neben den mechanischen Aufgaben auch gute akustische Eigenschaften wie das richtige Oszillations­verhalten aufweist und das Ultraschallsignal in hoher Qualität überträgt und nicht verfälscht. Aufgrund ihrer Position in der Stoßstange sind die Temperaturanforderungen moderat. Die Klebstoffe sollten einen Einsatzbereich von - 40 °C bis +85 °C besitzen. Zudem müssen sie spezifische Automotive-Tests wie zum Beispiel den Temperaturwechsel- und Salzsprühtest bestehen.
Lichthärtende Epoxidharze der DELO KATIOBOND-­Familie erfüllen genau diese Anforderungen. Zudem ermög­lichen sie Inline-Prozesse sowie kurze Taktzeiten in der Serienproduktion, wobei die Voraktivierung die zuverlässige Aushärtung auch in Schattenzonen sicherstellt. Angesichts eines weiter steigenden Bedarfs können Hersteller von Ultraschall-Sensoren hohe Stückzahlen somit effizient fertigen.

In vielen Neuwagen eingebaut: Parkdistanzsensoren
Reifendruck-Kontrollsensoren sind seit einiger Zeit gesetzlich vorgeschrieben

Damit die Luft nicht (r)aus geht

Ebenfalls zum Einsatz kommen Sensoren als ­Alarmauslöser, sobald der Reifendruck abfällt. Damit besitzen sie eine wichtige Funktion, wenn es um die Sicherheit, das Spritsparen oder auch den Verschleiß geht. Denn falscher Reifendruck birgt ein großes Unfallpotential, da sich der Bremsweg deutlich verlängert oder auch die Kurvenstabilität beeinträchtigt wird.
Für Die-Attach-, Abdicht- und Fixieranwendungen ­kommen insbesondere einkomponentige DELO MONOPOX-Epoxidharze zum Einsatz, während 2K-Materialien der DELO-DUOPOX-Reihe für den großvolumigen Verguss der Leiterplatte Verwendungen finden. Gemeinsam haben beide Produktgruppen, dass sie äußerst medienbeständig und resistent gegenüber typischen Automotive-Flüssigkeiten sind. Im Speziellen halten sie vor allem gegenüber Salzsprühnebel und Reiniger stand. Wie umfangreiche Versuche im Labor zeigen, überzeugen sie in Feuchtelagerungs-, Temperaturschock-, Vibrations- sowie Falltests mit guten Ergebnissen. Um sicherzustellen, dass die Druckmessung dauerhaft korrekt funktioniert, wird die Dichtheit der Sensorfixierung am Gehäuse zudem mit typischerweise 7 bar Langzeit- und 9,5 bar Kurzzeit-Luftdruck überprüft.

 

 

Immer die richtige Balance schaffen

Hall-Sensoren sind im Auto immer dann relevant, wenn es darum geht, Positionen oder Geschwindigkeiten zu erfassen. Diese Sensoren befinden sich unter anderem unmittelbar an der Felge, und zwar an der Radnabe. Dort geben sie genaue Auskunft über die Frequenz der Radumdrehung. Für ihre Produktion sind dual-, licht- / anaerob-härtende DELO-ML-Klebstoffe besonders gut geeignet, da sie eine schnelle Vorfixierung des Magneten, des Magnethalters und des ­Hall-Sensors sowie eine sichere Endaushärtung des ­Klebstoffs auch in Schattenzonen ermöglichen. Weiterhin sind die Klebstoffe höchst beständig gegenüber Medieneinflüssen wie Öl, Benzin oder auch Bremsflüssigkeit und bestehen des weiteren Salzsprühtests, Reflow-Tests (JEDEC) als auch Vibrations- und Falltests mit guten Ergebnissen.

Ein Hall-Sensor misst u. a. Umdrehungen

Die Mischung macht’s

Luftmassen- und TMAP-Sensoren sorgen für die Reduzierung von Emissionen und befinden sich im Motorraum, genauer: im Luftansaugtrakt. Der Luftmassensensor, kurz MAF, hat vor allem die Aufgabe, der Motorsteuerung die angesaugte Luftmasse zu übermitteln. Diese Größe ist sowohl bei Benzin- als auch bei Dieselmotoren für das Berechnen von verschiedenen Parametern nötig. Luftmassensensoren sind etwas genauer als TMAP-Sensoren, die neben der Ansaugluft-Temperatur auch den Druck messen und durch diese Daten die Luft­massen bestimmen.


Um die Sensoren zu schützen, kommen hochzuver­lässige Epoxidharze aus dem DELO MONOPOX- und DELO-DUOPOX-Portfolio zum Einsatz, die alle typischen Automotive-Tests bestehen. Sie sind resistent gegenüber Öl, Benzin und Bremsflüssigkeit und können in einem ­Temperaturbereich von – 40 °C bis +155 °C bestehen. Selbst nach einer Einlagerung bei diesen Gradzahlen zeigt der Verguss am Sensor keine Spannungsrisse. Zudem kommt es zu keiner Wechselwirkung zwischen Getriebeöl und Vergussmasse.

Fazit

Wie die Beispiele zeigen, hängt der optimale Klebstoff sehr stark von den thermischen, mechanischen und chemischen Anforderungen an den Sensor ab. Selbst für den ­Hochzuverlässigkeitsbereich gibt es geeignete Klebstoffe und Vergussmassen, die
ein dauerhaftes Funktionieren unter härtesten Umgebungsbedingungen ermöglichen.