DE4106104C2 - Verfahren zur Herstellung eines Sonsors, insbesondere eines Drehzahlfühlers, und ein danach hergestellter Sensor - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Sensors nach der Gattung des Anspruchs 1 und einem Sensor nach der Gattung des Nebenanspruchs 7.

Bei einem aus der DE-OS 34 00 870 bekannten Drehzahlfühler ragen die spulenseitigen Enden der Stromschienen während der Montage radial nach außen, so daß ungehindert die Spule an den Stromschienen be­ festigt und auf den Spulenkörper gewickelt werden kann. Anschließend werden diese Enden der Stromschienen zur Spule hin umgebogen und durch Löten mit den Spulenenden verbunden. Beim Umbiegen entsteht aber eine relativ große Drahtschleife, die in einem Handarbeitsgang verlegt werden muß. Dabei kann der Draht beschädigt werden. Diese vorgeschädigten Drehzahlsensoren können aufgrund des angebrochenen Spulendrahtes bereits bei geringer Belastung in der Praxis ausfallen.

Ferner wird in der nachveröffentlichten DE-OS 39 30 702 ein Dreh­ zahlfühler beschrieben, bei dem die Stromschiene kurz vor dem Spu­ lenschild des Spulenkörpers endet. Zum Aufwickeln des Drahts der Spule auf die Stromschiene ist das spulenseitige Ende der Strom­ schiene geringfügig vom Spulenkörper abgebogen. Auf dieses Ende wird der Draht beginnend von der Biegung zum Ende der Stromschiene hin aufgewickelt. Beim anschließenden Zurückbiegen dieses Endes an den Spulenkörper entsteht eine relativ große Schlaufe, die während der Herstellung leicht beschädigt werden kann.

Bei dem in der DE-OS 33 44 959 beschriebenen Drehzahlfühler sind die Adern des Kabels über Kontakte, die in Kunststofflaschen eingebettet sind, mit den freien Enden der Spulenwicklung elektrisch leitend verbunden. Die Kontakte stellen durch den Spulenkörper ragende Fortsätze dar, an denen die Adern der Drähte angelötet sind. Diese Fortsätze weisen aber keine umgebogenen Enden auf.

Der erfindungsgemäße Sensor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Verfahrensanspruchs 1 bzw. des Anspruch 7 hat demgegenüber den Vor­ teil, daß eine relativ kleine Schlaufe des Drahtes beim Umbiegen der Stromschiene entsteht. Diese kleine Schlaufe kann während des Her­ stellungsprozesses nahezu nicht verletzt werden. Ein Verlegen des Drahtes von Hand kann entfallen. Ferner wird das Umlegen der Strom­ schiene maschinell vorgenommen. Im nachfolgenden Umspritzen der Stromschienen und des Spulenkörpers mit einer Kunststoffmasse wird die Stromschiene direkt eingespritzt und auch auf den Fortsatz des Spulenkörpers niedergehalten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist leicht in die bisherigen Herstellungsverfahren einbaubar, so daß das automatische Löten im Tauchbad beibehalten werden kann. Auch können nahezu alle bisherigen Fertigungseinrichtungen weiterhin verwendet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahrens bzw. des im Anspruch 7 charakterisierten Sensors möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen die

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Drehzahlfühler im fertigmontierten Zustand,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das spulen­ seitige Ende der Stromschiene am Wicklungsanfang und

Fig. 3 am Wicklungsende,

Fig. 4 einen Schnitt in Richtung A nach Fig. 2 oder 3 bei noch nicht umgebogenen Enden und

Fig. 5 die einzelnen Biege­ schritte für den Endabschnitt der Stromschiene.

In der Fig. 1 ist mit 10 ein nach oben offenes, topfförmiges erstes Gehäusteil eines Drehzahlfühlers 11 bezeichnet, das aus magnetisch nicht leitendem Edelstahl bestehen kann. In das Gehäuseteil 10 ist ein langgestreckter Spulenkörper 13 mit einer eine Wicklung aufwei­ senden Spule 14 eingesetzt. Die Wicklung der Spule 14 ist an zwei (in der Zeichnung hintereinanderliegend) Stromschienen 15 ange­ schlossen. Die nach oben ragenden freien Enden der Stromschienen 15 sind zur Stromversorgung der Spule 14 sowie zur Signalabnahme mit einem Leiter 16 eines zweiadrigen Anschlußkabels 17 kontaktiert, zum Beispiel angeschweißt. Der spulenseitige Endabschnitt 18 der Strom­ schienen 15 ist umgebogen und ragt von der Spule 14 weg. Die dadurch entstandene Biegung 19 der Stromschienen 15 ist aber möglichst nahe beim Spulenschild 20 des Spulenkörpers 13. Als Spulenschild sind die beiden am Spulenkörper ausgebildeten Begrenzungen für die Spule 14 zu verstehen. An den Endabschnitten 18 der Stromschienen 15 ist das jeweilige Ende, das heißt der Anfang bzw. das Ende, der Wicklung der Spule 14 befestigt. In den Spulenkörper 13 ist nach unten, das heißt zu einem nicht dargestellten Zahnrad oder einem sonstigen Rotations­ teil, dessen Drehbewegung bestimmt werden soll, ein Magnetkern 22 eingesteckt.

Das erste Gehäuseteil 10 wird von einem zweiten Gehäuseteil 25 abge­ schlossen, das zum Beispiel im Spritzgußverfahren aus einem thermo­ plastischen Kunststoff besteht, und sowohl in das erste Gehäuseteil 10 hineinragt, als auch den Endabschnitt des Kabels 17, deren Leiter 16, die Stromschienen 15 und das Ende des Spulenkörpers 13 umhüllt. Das Gehäuseteil 25 umhüllt noch wenigstens teilweise den Endab­ schnitt 18, dringt aber nicht in den Bereich der Spule 14 vor. Die Gehäuseteile 10 und 25 sind durch Bördeln miteinander verbunden und mit einem O-Ring 26 abgedichtet.

Die elektrischen Bauteile, Stromschienen 15 und Spule 14 werden auf dem Spulenkörper 13 vormontiert und anschließend zusammen als Bau­ einheit in das erste Gehäusteil 10 eingesetzt. Bei dieser Vormontage ist es wesentlich, wie die Enden der Wicklung der Spule 14 an den Stromschienen 15 befestigt werden. Hierzu sind in den Fig. 4 und 5 die einzelnen Montageschritte und in den Fig. 2 und 3 die je­ weiligen Endzustände dargestellt.

In Ausgangsstellung ragt der Endabschnitt 18 der Stromschienen 15 radial nach außen vom Spulenkörper 13 weg. Ferner weisen die Strom­ schienen 15 einen sich direkt an den Endabschnitt 18 anschließenden Abschnitt 30 auf, der unter einem spitzen Winkel vom Spulenkörper 13 abgebogen ist. Die Stromschienen 15 können mit Hilfe von möglichst nahe beim abgewinkelten Bereich 30 angebrachten Haltenippeln 32 am Spulenkörper 13 fixiert sein. Diese Ausgangsstellung ist in Fig. 5 mit I bezeichnet. Der Anfang der Wicklung der Spule 14 wird auf den nach außen ragenden Endabschnitt 18 einer der beiden Stromschienen 15 aufgewickelt. Hierbei wird möglichst am Ende dieses Endabschnitts 18 mit dem Wickelvorgang gestartet und zur Biegung 19 der Strom­ schiene 15 hin gewickelt. In herkömmlicher Weise sind hierbei in den Fig. 2 bis 4 die unter der Stromschiene liegenden Abschnitte der Wicklungen gestrichelt eingezeichnet. Im Bereich der Biegung 19 sind zwei kleine Fortsätze 35 an den Endabschnitten 18 der Stromschienen 15 ausgebildet, zwischen denen die Wicklung diagonal geführt wird, um so ein Verrutschen der Wicklung während der Montage, das heißt vor dem Verlöten, zu verhindern. Die Wicklung wird dann unterhalb des Endabschnitts 18 verlaufend in einer Rinne 36 des Spulenkörpers 13 geführt. Die Größe der Rinne 36 ist dabei auf die nach der Mon­ tage entstehende Schlaufe der Wicklung abgestimmt. Die Wicklung wird nun auf dem Spulenkörper 13 zwischen den beiden Spulenschildern 20 mehrlagig, entsprechend der gewünschten Ausbildung der Spule 14 auf­ gewickelt. Das Ende der Wicklung der Spule 14 wird nun in einer na­ hezu entsprechend der Rinne 36 ausgebildeten Rinne 39 zu dem nach außen ragenden Endabschnitt 18 der zweiten Stromschiene 15 geführt. Ferner ist bei der Größe der Rinne 36 bzw. 39 natürlich auch die Dicke der Spule 14 zu beachten, da die Rinne 36 zum Spulenanfang am Spulenkörper 13 führt, während die Rinne 39 zum Ende der Spule 14 reicht. Die beiden Rinnen 36 und 39 sind dabei jeweils in Wickel­ richtung ausgebildet. Die Wicklung wird unter dem Endabschnitt 18 der Stromschiene 15 möglichst im Bereich der Biegung 19 der Strom­ schiene hindurchgeführt und wieder so zwischen den beiden Fortsätzen 35 des Endes 18 hindurchgezogen, daß die Wicklung auf dem Endab­ schnitt 18 nicht mehr verrutschen kann. Das Ende der Wicklung wird nun noch mehrmals um den Endabschnitt 18 zum Ende dieses Endab­ schnitts 18 hin gewickelt. Dadurch sind der Anfang und das Ende der Wicklung an die beiden Endabschnitte 18 der beiden Stromschienen 19 vormontiert und sie können nun an den Stromschienen 15 angelötet werden. Hierzu kann das Tauchlötverfahren verwendet werden, so daß gegenüber den bisherigen Montageverfahren keine Abänderungen in diesem Schritt notwendig sind.

Anschließend werden die radial nach außen ragenden Endabschnitte 18 im Biegebereich 19 zu den Stromschienen 15 hin umgebogen, so daß der Endabschnitt 18 nahezu parallel zum abgewinkelten Abschnitt 30 ver­ läuft. Dieser Montagezustand ist in der Fig. 5 unten eingezeichnet und mit II bezeichnet. In dem nachfolgenden Biegeschritt wird der abgewinkelte Abschnitt 30 und der Endabschnitt 18 auf den Spulenkör­ per 13 wieder so aufgedrückt, daß die Stromschienen 15 auch mit dem Abschnitt 30 am Spulenkörper 13 anliegen. Dabei sind die Stromschie­ nen 15 so lang, daß der Biegebereich 19 in dem jetzt in der Fig. 5 mit III bezeichneten Endzustand möglichst nahe am Spulenschild 20 des Spulenkörpers 13 anliegen. Ferner liegt die Wicklung in diesem Zustand III mit einer relativ kleinen Schlaufe sicher in den beiden Rillen 36, 39. Diese Endzustände III sind für den Anfang der Wick­ lung in der Fig. 2 und für das Ende der Wicklung in der Fig. 3 dargestellt.

Nun können die Stromschienen 15, die Spule 14 und der Spulenkörper 13, wie bereits oben erwähnt, mit Kunststoff umspritzt werden. Alle obengenannten Montageschritte können automatisch ausgeführt werden, so daß keine Handarbeitsplätze hierfür mehr notwendig sind. Diese vorgefertigte Baueinheit wird nun in bekannter, herkömmlicher Weise in das erste Gehäuseteil 10 eingesetzt und das zweite Gehäuseteil 12 wird angespritzt.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Sensors, insbesondere eines Dreh­ zahlfühlers (11), mit einem Gehäuse (10, 25), in dem sich ein Spu­ lenkörper (13) mit mindestens einer Spule (14) und Stromschienen (15), an denen die Enden der Wicklungen der Spule (14) befestigt sind, befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfang der Wicklung der Spule (14) an dem der Spule (14) zugewandten und nach außen ra­ genden Endabschnitt (18) einer ersten Stromschiene (15) befestigt wird, daß die Wicklung in einer Rinne (36) des Spulenkörpers (13) geführt wird, daß die Spule (14) mehrlagig gewickelt wird, daß das Ende der Wicklung der Spule (14) in einer zweiten Rinne (39) geführt wird und an dem der Spule (14) zugewandten und nach außen ragenden Endabschnitt (18) einer zweiten Stromschiene (15) befestigt wird, daß das Ende und der Anfang der Wicklung der Spule (14) an den End­ abschnitten (18) der Stromschienen (15) angelötet werden und daß die Endabschnitte (18) der Stromschienen (15) in Richtung von der Spule (14) weg zum Spulenkörper (13) hin umgebogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom­ schienen (15) einen radial nach außen ragenden Endabschnitt (18) aufweisen, der parallel zu einem unter einem spitzen Winkel zum Spulenkörper (13) angeordneten Abschnitt (30) der Stromschienen (15) gebogen werden, und daß anschließend die Abschnitte (30) und die Endabschnitte (18) zum Spulenkörper (13) hin gebogen werden, so daß sich der Biegebereich (19) der Stromschienen (15) möglichst nahe am Spulenschild (20) des Spulenkörpers (13) befindet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anfang der Wicklung der Spule (14) an den Endabschnitt (18) einer ersten Stromschiene (15) angewickelt und zwischen zwei Fort­ sätzen (35) dieser Stromschiene (15) hindurchgeführt wird, so daß die Wicklung der Spule (14) auf der Stromschiene (15) fixiert ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ende der Wicklung der Spule (14) zwischen zwei am End­ abschnitt (18) ausgebildeten Fortsätze (35) einer zweiten Strom­ schiene (15) hindurchgeführt wird, so daß die Wicklung der Spule (14) auf dieser zweiten Stromschiene (15) fixiert ist, und daß das Ende der Wicklung zum Ende der Stromschiene (15) hin gewickelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Wicklung der Spule (14) an den Endabschnitten (18) der Stromschienen (15) im Tauchlötverfahren kontaktiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spulenkörper (13), die Stromschienen (15) und die Spule (14) mit einer Kunststoffmasse umspritzt werden.

7. Sensor, insbesondere Drehzahlfühler (11), mit einem Gehäuse (10, 20), in dem sich ein Spulenkörper (13) mit mindestens einer Spule (14) und Stromschienen (15), an denen die Enden der Wicklung der Spule (14) befestigt sind, befindet, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stromschiene (15) einen von der Spule (14) weggebogenen Endab­ schnitt (18) aufweist, an dem das Ende oder der Anfang der Wicklung der Spule (14) angelötet ist, und daß die Wicklung der Spule (14) zwischen den Endabschnitten (18) der Stromschienen (15) und der Spule (14) in im Spulenkörper (13) ausgebildeten Rinnen (36, 39) angeordnet ist.

8. Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (18) der Stromschienen (15) nahe bei der Biegung (19) zwei seitliche Fortsätze (35) aufweist.

9. Sensor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Gehäuses (10, 22) mit Kunststoff ausgespritzt ist.