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Die Erfindung bezieht sich auf einen
Drehzahlsensor mit einem in einem Gehäuse gelagerten, einen Magneten
tragenden Rotor, wobei das Gehäuse
mittels eines topfförmigen
Deckels verschließbar ist,
der eine Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen, insbesondere
mit einem mit dem Magneten zusammenwirkenden Hall-Element trägt, wobei
elektrische Anschlusselemente der Leiterplatte bzw. der elektrischen
Bauelemente nach außen
geführt
sind. Ein solcher Drehzahlsensor ist prinzipiell bekannt, beispielsweise
aus der
US 4,988,219 .
Wenn man ihn bspw. in Verbindung mit einem Getriebe verwendet, das
entsprechend geschmiert werden muss, so kann nicht verhindert werden,
dass Öldämpfe in
den Bereich der Leiterplatte und seiner elektronischen Bauteile
gelangen und dadurch das ordnungsgemäße Funktionieren des Drehzahlsensors
beeinträchtigt wenn
nicht gar unmöglich
gemacht wird.
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Aus der
DE 25 16 193 ist eine Sensorvorrichtung
bekannt, dessen Rotor durch einen topfförmigen Gehäuseeinsatz abgedeckt ist und
der auf der dem Rotor abgewandten Seite elektrische Bauteile trägt. Diese
Konstruktion ist jedoch aus fertigungstechnischer Sicht nicht optimal.
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Es liegt infolgedessen die Aufgabe
vor, den Drehzahlsensor der eingangs genannten Art so weiterzubilden,
dass Beeinträchtigungen
der Leiterplatte und der elektronischen Bauelemente durch Dämpfe, aber
auch durch Staub und dgl. sicher vermieden wird und der Drehzahlsensor
leicht herstellbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
dass der Drehzahlsensor gemäss
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem kennzeichnenden
Teils dieses Anspruchs ausgebildet ist. Durch das Verschließen des
die Leiterplatte und die elektronischen Bauteile auf nehmenden Deckels
mittels eines Zusatzdeckels, der selbstverständlich dicht abschließen muss,
können über das
Gehäuse
an den Sensor gelangende Dämpfe,
Staub und dgl. Verunreinigungen die Leiterplatte und die elektronischen
Bauelemente nicht mehr erreichen und damit die Funktionsfähigkeit
des Drehzahlsensors auch nicht negativ beeinflussen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung
sieht vor, dass der Zusatzdeckel etwa bündig mit dem freien Rand des
Deckels abschließt.
Dies vereinfacht die Verbindung dieser beiden Deckel mit dem Gehäuse und
macht auch die dichte Verbindung zumindest der beiden Deckel, vorzugsweise
aber der beiden Deckel mit dem Gehäuse mit herkömmlichen
Methoden problemlos möglich.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzdeckel eine im Wesentlichen
topfförmige
Gestalt aufweist und sein freier Rand im Inneren des freien Randes des
Deckels gelegen ist, wobei beide freien Ränder in die gleiche Richtung
weisen. Das bedeutet, dass der topfförmige Zusatzdeckel in die freie Öffnung des gleichfalls
topfförmigen
Deckels möglichst
spielarm oder spielfrei eingeschoben ist.
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Eine in diese Richtung zielende weitere
Ausbildung der Erfindung ergibt sich aus Anspruch 4. Das Einstecken
des darin erwähnten
Verdrehsicherungs-Zapfens setzt aber bei einer den gesamten Innenquerschnitt
des Deckels ausfüllenden
Leiterplatte eine zentrische Lochung derselben voraus, durch welche
der Zapfen hindurchgesteckt werden kann.
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Um die Einsteckbewegung des Zusatzdeckels
leicht begrenzen zu können,
ist die Topfwand des Zusatzdeckels absatzartig verengt und die Topfwand
des Deckels innen mit einem entsprechenden Absatz ausgestattet.
Man schiebt in diesem Falle den Zusatzdeckel so weit nach innen,
bis sein Außenabsatz
am Innenabsatz des Deckels zur Anlage gekommen ist. Damit stehen dann
auch die freien Topfränder
der beiden Deckel etwa bündig
zueinander.
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Um eine gute aber auch dichte Verbindung der
beiden Deckel mit dem Gehäuse
zu gewährleisten,
wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen,
dass die freien Ränder
des Deckels und des Zusatzdeckels in eine randoffene Nut des Gehäuses eingesteckt
sind. Gerade in diesem. Falle ist es dann von Vorteil, wenn die
beiden freien Ränder
etwa bündig
zueinander stehen.
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Um auch das Zusammenstecken der Einheit aus
den beiden Deckeln mit dem Gehäuse
in Achsrichtung genau vorgeben zu können, sieht eine Weiterbildung
der Erfindung vor, dass der freie Rand des Deckels außen wenigstens
einmal absatzartig abgesetzt ist, und der Absatz an der freien Stirnkante
des Gehäuses
anliegt. Im Hinblick auf die vorgesehene Verbindung und/oder, um
eine besonders gute Steckverbindung zu gewährleisten, kann der freie Rand des
Deckels auch an zwei in Achsrichtung hintereinander gelegenen Stellen
absatzartig abgestuft sein. In diesem Falle muss dann die "Aufnahme" für die Deckelränder am
Gehäuse
entsprechend gestaltet sein.
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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung
ergibt sich aus Anspruch 9. Die dort erwähnte Lagerscheibe wird vorteilhafterweise
innen am Boden des Zusatzdeckels durch Verstemmen festgehalten.
Sie ist aus einem widerstandsfähigeren
Material als der Zusatzdeckel selbst.
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Dieses sollte darüber hinaus auch gute Gleiteigenschaften
haben.
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Gemäß einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung ist der Deckel mit dem Zusatzdeckel und dem Gehäuse mittels
Ultraschallschweißung
verbunden. Damit kann auch von außen her an dieser Verbindungsstelle
nichts in den Raum zwischen dem Gehäuse und dem Zusatzdeckel eindringen.
Es reicht eine einzige Ultraschall-Verschweißung, um alle drei Ränder staub-
und flüssigkeitsdicht
miteinander zu verschweißen.
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Weitere Ausgestaltungen dieses Drehzahlsensors
und damit im Zusammenhang stehende Vorteile ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
der Zeichnung näher
erläutert.
Die Zeichnung zeigt dieses Ausführungsbeispiel
anhand eines vertikalen Längsschnitts
durch den mit einer Antriebswelle gekuppelten Drehzahlsensor.
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Um die Drehzahl einer beliebigen
Welle 1, bspw. einer Getriebewelle eines Kraftfahrzeuggetriebes,
genau erfassen zu können,
ist diese mit einem allgemein mit der Bezugszahl 2 bezeichneten
Drehzahlsensor gekuppelt. In eine Mehrkantaufnahme 3 ist
ein entsprechender Mehrkant 4 am freien Ende einer in einem
in ein Gehäuse 8 eingepressten
Gleitlager 40 gelagerten Welle 5 eines Rotors 6 eingesteckt und
somit drehfest damit gekuppelt. Der Rotor 6 läuft demnach
mit der gleichen Drehzahl um wie die Welle 1. Er trägt einen
Magneten 7, der gemäss
der Zeichnung bevorzugterweise eingespritzt ist.
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Das Gehäuse 8 des Drehzahlsensors 2 ist mittels
eines Deckels 9 verschlossen. Es handelt sich dabei um
einen topfförmigen
Deckel, in dessen Innerem sich eine Leiterplatte 10 mit
verschiedenen elektronischen Bauelementen, insbesondere aber mit
einem sogenannten Hall-Element 11 oder Hall-IC befindet.
Außerdem
ist zumindest eine Schutzbeschaltung für letzteren vorhanden. Die
elektrische Verbindung nach außen
hin erfolgt über
mehrere, bspw. drei in Reihe angeordnete elektrische Leiter 12.
Ihre freien Enden sind beim Ausführungsbeispiel
Bestandteil einer Steckkupplungshälfte 13 für einen
entsprechenden Stecker mit Anschlusskabel.
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Der Magnet 7 ist, wie gesagt,
ein Ringmagnet mit wenigstens je einem über den Umfang angeordneten
Nord- und Südpol.
Die Pole des Magneten werden beim Drehen der Welle 5 abwechselnd
am Hall-Element 11 vorbeibewegt. Je nach Ausbildung des
letzteren wird entweder nur einer der beiden Pole, bspw. der Nordpol "registriert", oder auch beide Pole.
Auf jeden Fall entsteht jedes Mal ein Impuls, wenn bspw. der Nordpol
am Hall-Element 11 vorbeibewegt wird. Die Zahl der pro
Zeiteinheit registrierten Vorbeibewegungen bzw. Impulse bildet ein
Mass für die
Drehzahl der Welle 1.
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Um die Leiterplatte 10 mit
ihrer Beschaltung und auch die elektronischen Bauelemente vor Verunreinigungen
durch Nebel, Flüssigkeiten,
Staub und dgl. zu schützen,
ist der Innenraum des topfförmigen Deckels 9 mittels
eines Zusatzdeckels 15 dicht verschlossen. Der Deckel 9,
der Zusatzdeckel 15, aber auch die Welle 5 mit
ihrer Aufnahme 16 für
den Magneten 7 sind schon allein, um die Funktion des Magneten
nicht zu beeinträchtigen,
aus Kunststoff hergestellt.
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Der Zeichnung kann man entnehmen,
dass der Zusatzdeckel 15 eine im wesentlichen topfförmige Gestalt
aufweist, wobei sein freier Rand 17 und der freie Rand 18 des
Deckels 9 in gleicher Richtung weisen. Vorteilhafterweise
verlaufen auch die Stirnkanten dieser beiden freien Ränder etwa
bündig
zueinander. Die Topfwand 19 des Zusatzdeckels 15 ist aussen
im Durchmesser absatzartig reduziert. In gleicher Weise ist auch
die Topfwand 20 des Deckels 9 nach außen hin
absatzartig erweitert, wodurch eine Einsteckbegrenzung 21 entsteht.
Des weiteren sind die freien Ränder 17 und 18 des
Zusatzdeckels 15 und des Deckels 9 in eine in
axialer Richtung randoffene Nut 22 des Gehäuses 8 eingesteckt.
Der freie Rand 18 des Deckels 9 ist außen wenigstens
einmal absatzartig abgesetzt. Beim Ausführungsbeispiel sind zwei in
Achsrichtung versetzte Absätze 23 und 24 vorgesehen.
Der äußere Absatz 23 stützt sich
in der Montageendlage an der freien Stirnkante 25 des Gehäuses 8 ab.
Außer
einer Begrenzung für
das Zusammenstecken erhält
man auf diese Weise auch einen dichten Abschluss. Gleichzeitig ist
auch eine entsprechende Querschnittsdimensionierung der drei einander
zugeordneten freien Ränder
vorgesehen, was im Hinblick auf die Verbindung dieser drei Ränder durch
Ultraschallschweißung
wichtig ist.
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Der Zusatzdeckel 15 ist
mit einer zentrischen Aufnahme zum Einsetzen einer Lagerscheibe 26 versehen.
Daran liegt das ballige freie Ende 27 der Welle 5 an.
Die Lagerscheibe 26 besteht aus einem für dieses Axiallager vorteilhaften,
reibungsarmen, aber auch verschleißarmen Werkstoff. Die Lagerscheibe 26 kann
eingebördelt
bzw. durch Verstemmen gehalten werden.
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Des Weiteren trägt der Zusatzdeckel 15 einen
Drehlage-Sicherungszapfen 28.
Er ist konzentrisch zum Boden des Zusatzdeckels 15 und
damit auch zur Welle 5 angeordnet. Er steht über die
Außenfläche des
Topfbodens vor, durchsetzt beim Ausführungsbeispiel eine Bohrung 29 der
Leiterplatte 10 und greift in eine axial offene, zentrische,
seinem Querschnitt entsprechend gestaltete Aufnahme 30 des
Deckels 9 ein.
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Der Drehlage-Sicherungszapfen 28 hat
einen unrunden Querschnitt in Form eines mit einer Abflachung versehenen
Kreises. Den gleichen Querschnitt hat, wie gesagt, die Aufnahme 30 des
Deckels 9. Somit kann dieser Zapfen nur in einer genau
vorgegebenen Drehlage des Zusatzdeckels 15 gegenüber dem
Deckel 9 in die Aufnahme 30 eingesteckt werden.
Dies ist beim Ausführungsbeispiel
deshalb notwendig, weil in nicht näher gezeigter Weise an der der
Leiterplatte 10 zugewandten Fläche 31 des Zusatzdeckels 15 Ausnehmungen
oder Vertiefungen angebracht sind, deren Form und Größe so gewählt sind,
dass die zugeordneten elektronischen Bauelemente, also bspw. das
Hall-Element 11, in eine zugeordnete Ausnehmung hineinragen
kann. Die Tiefe dieser Ausnehmungen liegt im Bereich von bspw. wenigen
zehntel Millimetern bis etwa ein Millimeter. Im übrigen befindet sich beim Ausführungsbeispiel
die Aufnahme 30 an einem inneren, zentrischen, rohrförmigen Ansatz 32 des
Deckels 9.
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Zwischen die Leiterplatte 10 und
den Zusatzdeckel 15 ist noch wenigstens ein Distanzelement 33 geschaltet.
Es handelt sich bevorzugterweise um wenigstens einen kleinen Zapfen.
Dieser ist beim Ausführungsbeispiel
in der Leiterplatte 10 verschiebefest gehalten. Er kann
aber auch einstückig
an den Zusatzdeckel 15 angeformt sein. Bei zusammengebautem
Drehzahlsensor liegt sein freies Ende an der Fläche 31 des Zusatzdeckels 15 an.
Seine Länge
ist so gewählt,
dass dadurch die Leiterplatte 10 satt an das freie Ende
des zentrischen rohrförmigen
Ansatzes 32 des Deckels 9 gedrückt wird. Alle geschilderten
Maßnahmen
gewährleisten
zusammen, dass das Hall-Element 11 von der zugeordneten
Stirnfläche des
Magneten 7 einen genau festgelegten Abstand aufweist. Ergänzend wird
noch darauf hingewiesen, dass die Topfwand des Deckels 9 innen
absatzartig ausgebildet ist. Auf dem dadurch gebildeten Absatz 34 liegt
der freie Rand der Leiterplatte 10 auf. Er verläuft beim
Ausführungsbeispiel
in der gleichen Ebene wie die freie Stirnfläche des Ansatzes 32,
wenn die.
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Leiterplatte gemäss üblicher Ausbildung eben ist
und sowohl innen als auch außen
abgestützt werden
soll.