-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung,
um ein erstes Objekt in Bezug auf ein zweites Objekt festzuhalten.
Im Spezielleren betrifft die vorliegende Offenbarung ein Klammersystem,
um einen Sensor präzise
relativ zu einem zu erfassenden Objekt in Position zu bringen. Im noch
Spezielleren betrifft die vorliegende Offenbarung ein Klammersystem,
bei welchem die Wechselwirkung zwischen der Klammer und dem Sensorkörper zu
einer Positionsfixierung des Sensors in Bezug auf die Klammer, und
weiterhin zur Eliminierung eines inneren Luftspalts zwischen dem
Sensorkörper und
einem Gehäuse
führt,
in welchem der Sensor angeordnet ist.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Magnetische
Sensoren arbeiten auf dem Prinzip der Ermittlung einer magnetischen
Flussdichtemodulation, die von der Bewegung von geeignet konfigurierten
Rotoren mit magnetischem Widerstand (oder Targets) verursacht werden.
Der magnetische Sensor muss sehr nahe an dem Rotor mit magnetischem
Widerstand (reluctor) fixiert sein, da seine Empfindlichkeit mit
zunehmender Größe des Luftspalts
zwischen dem Rotor mit magnetischem Widerstand und dem magnetischen
Sensor sehr rasch abnimmt. In den meisten kraftfahrzeugtechnischen
Anwendungen bewegen sich die Luftspalte beispielsweise in einer
Größenordnung
von 0,3 bis 1,75 mm. Über
einen solchen Luftspalt-Bereich hinweg nimmt das Sensor-Ausgangssignal
um mehr als das zehnfache ab. Die Signalabschwächung bei breiten Luftspalten
macht den Sensor anfälliger
für durch Rauschen
bedingte Störungen
und auch weniger präzise
beim Ermitteln der Elemente des Rotors mit magnetischem Widerstand
während
dieser in Bezug auf den magnetischen Sensor rotiert. Beide dieser Faktoren
sind vielfach in akzeptabel bei kritischen Maschinensteuerungs- und
Diagnoseanwendungen.
-
Es
mag auf den ersten Blick so erscheinen, als würde es überhaupt kein Problem darstellen,
einen geeigneten Luftspalt zwischen dem magnetischen Sensor und
dem Rotor mit magnetischem Widerstand auszuwählen und zustande zu bringen.
In der Produktion verursacht jedoch bei einer überwiegenden Mehrzahl der Fälle die
Summierung von Toleranzen der zahlreichen verschiedenen Komponenten
zufallsbedingt interne Luftspalte, welche die Nettoabmessung des
Luftspalts beeinflussen, wodurch in der Folge bei jeder einzelnen
Montage ein Zustandekommen eines präzise vorbestimmten, äußeren Luftspalts
zwischen dem magnetischen Sensor und dem Rotor mit magnetischem
Widerstand rein durch die Zusammensetzung der Bestandteile vereitelt wird.
Als Folge daraus besteht aufgrund der durch die Summierung von Toleranzen
bedingten, zufälligen Schwankungen
allein durch den Zusammenbau der Bestandteile einerseits die Gefahr
einer nachteiligen Wechselwirkung zwischen dem magnetischen Sensor
und dem Rotor mit magnetischem Widerstand und andererseits die Gefahr
von unpräzisen
Ablesungen in Verbindung mit einem zu breiten Netto-Luftspalt. Sämtliche
Toleranzen so weit zu verringern, dass bei jeder einzelnen Montage
durch die bloße
Zusammensetzung der Bestandteile der optimale, äußere Luftspalt gewährleistet
ist, ist physisch schwer zu erreichen und verursacht Kosten in Verbindung
mit der Fertigung von derart präzisen
Bauteilen.
-
Die
Mehrzahl der in kraftfahrzeugtechnischen Anwendungen benutzten,
magnetischen Sensoren ist mit einer nicht justierbaren Luftspalt-Positionierung verbunden,
wobei die Summierung von Toleranzen einen inneren Luftspalt zur
Folge hat, der zu einer Abweichung von dem optimalen, äußeren Luftspalt
führt.
Es wird beispielsweise eine starre Klammer an dem Körper eines
magnetischen Sensors befestigt. Der magnetische Sensor wird in einer Sensorbohrung
in dem Maschinenblock positioniert, und die Klammer wird über ein
Schraubenloch in der Klammer in einem Montage-Gewindeloch in einer Montageoberfläche des
Maschinenblocks festgeschraubt. Wenn die Klammer festgeschraubt
ist, bestimmt die Länge
des Sensorkörpers
von dem Schraubenloch der Klammer bis zu der Sensorspitze den äußeren Luftspalt
in Bezug auf den Rotor mit magnetischem Widerstand, wobei dieser
Luftspalt von der Summierung von Toleranzen beeinflusst ist. Dieses
Strukturaufbau-Verfahren ist trotz der toleranzbedingten Positionierungsungenauigkeit,
der es unterworfen ist, weit verbreitet, und zwar wegen der gerätetechnischen
Einfachheit und der einfachen Montage und Wartung.
-
In
Situationen, in denen keine Schwankungen bei dem äußeren Luftspalt
toleriert werden können,
wird der äußere Luftspalt
während
des Einbaus des magnetischen Sensors mittels einer einstellbaren
Klammer, die oft als "Seitenmontage"-Klammer bezeichnet
wird, voreingestellt. Die Einstellbarkeit von Seitenmontage-Klammern
ist durch einen Schraubenschlitz gegeben, der eine Einstellung der Klammer
entlang der Schlitzlänge
relativ zu dem mit Gewinde versehenen Montageloch der Montageoberfläche ermöglicht.
-
In
einer Betriebsform der Seitenmontage-Klammer ist der Sensorkörper so
in die Sensorbohrung des Maschinenblocks eingesetzt, dass es ermöglicht wird,
dass die Sensorspitze die Oberfläche
des Rotors mit magnetischem Widerstand berührt, und daraufhin wird sie
um eine Distanz zurückgezogen,
die dem vorbestimmten, optimalen äußeren Luftspalt entspricht.
Dieses Verfahren ist zeitaufwendig.
-
In
einer anderen Betriebsform der Seitenmontageklammer wird eine Mess-Schicht aus weichem
Abriebmaterial auf die Sensorspitze aufgebracht, wobei die Dicke
der Mess-Schicht dem optimalen, äußeren Luftspalt
ent spricht. Die Mess-Schicht kann entweder an dem Sensorkörper angebracht
sein oder ein Teil davon sein, wie beispielsweise ein Vorsprung,
vorausgesetzt der Sensorkörper
ist aus einem weichen Material gefertigt. Nun braucht der Monteur
lediglich den Sensorkörper so
weit in die Sensorbohrung einsetzen, bis die Mess-Schicht den Rotor
mit magnetischem Widerstand berührt,
und dann die Schraube an der Montageoberfläche festschrauben, um dadurch
den Sensorkörper
in dieser Position zu halten. In der Anfangsphase der Drehung des
Rotors mit magnetischem Widerstand geht ein Teil der Mess-Schicht durch
Abrieb infolge eines Rotor-Rundlauffehlers oder
durch unterschiedliche thermische Ausdehnung verloren, ohne dass
dabei der Sensorkörper
oder der Rotor mit magnetischem Widerstand Schaden nimmt.
-
Für den Fall,
dass der magnetische Sensor neu montiert werden muss, kann eine
abgeriebene Mess-Schicht nicht erneut zur Positionsfindung für die Sensorspitze
dienen, wie dies zuvor möglich
war, als sie noch unabgerieben war. Daher muss die Klammer vor der
Demontage des magnetischen Sensors markiert werden, um die aktuelle
Position des Sensorkörpers
relativ zu der Klammer anzuzeigen, so dass, wenn der neue magnetische
Sensor wieder montiert wird, dessen Position an der Klammer entsprechend
justiert und daran ausgerichtet werden kann, wobei dies kein exaktes
Verfahren darstellt. Anstatt zu versuchen, den alten, jedoch noch
brauchbaren Sensor wieder einzubauen und unter Verwendung des Ausrichtverfahrens
den äußeren Luftspalt wieder
einzustellen, würde
ein Techniker eher einen neuen Sensor mit intakter Abriebschicht
montieren und dadurch den Schritt des Ausrichtens umgehen, der ansonsten
erforderlich wäre,
um den alten, jedoch brauchbaren Sensor wieder einzubauen. Dies führt zu einer
Verschwendung von ansonsten noch guten Sensoren und zu unnötigen Ausgaben
für den Kunden
bzw. den Garantiegeber.
-
Gemäß dem Stand
der Technik ist es bekannt, den äußeren Luftspalt
unter Verwendung eines mit Gewinde versehenen Sensorkörper-Gehäuses und
einer mit Gewinde versehenen Sensorbohrung exakt einzustellen. Dieser
Aufbau wird im Allgemeinen ausschließlich mit magnetischen Sensoren verwendet,
welche ein einzelnes Erfassungselement aufweisen und über ein
Erfassungsvermögen
verfügen,
das durch eine Sensordrehung um seine Längsachse unbeeinflusst ist.
Bei diesem Ansatz wird der Gehäuseboden
in Berührungseingriff
mit dem Rotor mit magnetischem Widerstand gebracht und wird dann
das Sensorkörper-Gehäuse um einen
vorbestimmten Winkelbetrag gedreht, wobei der Steigungswinkel des
Gewindes den Gehäuseboden
um eine Distanz anhebt, die dem optimalen, äußeren Luftspalt entspricht.
Der Sensor muss jedoch dann in das Gehäuse eingesetzt werden, wobei
darauf zu achten ist, dass die Sensorspitze gegen den Gehäuse-Innenboden
hin mit dem Boden in Berührung
gebracht wird, um den eingestellten, äußeren Luftspalt zwischen dem
Außenboden
des Gehäuses
und dem Rotor mit magnetischem Widerstand aufrechtzuerhalten. Ansonsten
wird ein innerer Luftspalt geschaffen, der die Wirksamkeit des Sensors
verringert, indem er den Netto-Luftspalt zwischen der Sensorspitze
und dem Rotor mit magnetischem Widerstand verändert. Gemäß dem Stand der Technik sind
Probleme in Verbindung mit inneren Luftspalten durch Heat-Staking
oder Ultraschall-Fügen
gemindert worden, wobei die Sensorspitze anschließend vorbelastet wurde,
um den Kontakt mit dem Gehäuseboden
beizubehalten. Diese Ansätze
stellen sich als kosten- und zeitaufwendig heraus und sind überdies
von mangelnder Langlebigkeit.
-
-
Benötigt wird
demgemäß in der
Technik ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Montage eines magnetischen
Sensors, die einfach und kosteneffizient zu installieren sind und
ein automatisches Einstellen eines optimalen, äußeren Luftspalts schaffen, und
zwar unter gleichzeitiger Eliminierung eines jeglichen durch Summierung
von Toleranzen während der
Montage des Sensoraufbaus verursachten, inneren Luftspalts.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Verfahren
und Vorrichtung zur Montage eines magnetischen Sensors mittels Einschnappanordnung
und mit einer Klammer zur Eliminierung eines jeglichen, potentiellen,
durch die Einschnappanordnung bedingten Luftspalts. In einer beispielhaften Ausführungsform
umfasst eine Sensor-Baugruppe eine
Sensorkomponente zum elektromagnetischen Erfassen, die einen Sensorkörper mit
einer Sensorspitze an einem Ende davon aufweist. Ein Sensorgehäuse mit
einem Hohlraum zur Aufnahme der Sensorkomponente ist in einem Trägerkörper angeordnet und
mit einem zu erfassenden Objekt ausgerichtet. Das Gehäuse umfasst
weiterhin eine Einschnapp-Kontaktfläche mit der Sensorkomponente, die
entsprechend ausgelegt ist, um die Sensorspitze während der
Montage aufzunehmen und festzuhalten. Eine Klammer ist an einem
ersten Ende mechanisch an den Trägerkörper befestigbar
und steht an einem zweiten Ende mit der Sensorspitze in Wirkverbindung.
Die Klammer ist so ausgelegt, dass die Sensorspitze gegen das zu
erfassende Objekt hin vorgespannt ist, um einen inneren Luftspalt
zwischen der Sensorspitze und dem Gehäuse zu eliminieren, der sich
bei deren Zusammenbau gebildet hat.
-
In
einer anderen Ausführungsform
ist ein Verfahren offenbart, das es ermöglicht, einen inneren Luftspalt
zwischen einem Sensorkörper
und ei fern Sensorgehäuse
während
des Zusammenbaus derselben zu eliminieren, und zwar unter gleichzeitiger Beibehaltung
eines Luftspalts zwischen dem Sensorgehäuse und dem zu erfassenden
Objekt. Das Verfahren umfasst das Befestigen eines Gehäuses in
einem Trägerkörper. Das
Gehäuse
hat einen Hohlraum, definiert durch ein offenes, erstes Ende, das für ein Verschieben
einer Sensorspitze des Sensorkörpers
ausgelegt ist, und ein zweites, geschlossenes Ende, das für eine elektromagnetische
Kommunikation mit dem zu erfassenden Objekt ausgelegt ist, wenn
sich die Sensorspitze nahe bei diesem befindet. Die Klammer ist
so ausgelegt, dass sie eine erste Klammerkomponente mit einer ersten Öffnung zur Aufnahme
eines mechanischen Befestigungselements und eine zweite Klammerkomponente
aufweist. Die zweite Klammerkomponente ist entsprechend ausgelegt,
um den Sensorkörper
aufzunehmen und den Sensorkörper
gegen das Objekt hin vorzuspannen, wenn die erste Klammerkomponente in
dieselbe Richtung vorgespannt wird. Die Klammer ist auf einer Oberfläche des
Trägerkörpers montiert, welche
parallel zu einer horizontalen Achse verläuft, wobei die erste Öffnung dazu
verwendet wird, die Klammer in Bezug auf den Trägerkörper zu befestigen und zu verschieben.
Die erste und die zweite Klammerkomponente lassen sich relativ zueinander entlang
einer vertikalen Achse verschieben. Ein Verzahnungsmittel ist an
dem Rand des Sensorkörpers und/oder
an einer den Gehäusehohlraum
definierenden Wand angeordnet. Das Verzahnungsmittel ist entsprechend
ausgelegt, um eine Einschnappverbindung zu ermöglichen, wenn der Sensorkörper in
dem Gehäusehohlraum
verschoben wird, und die Sensorspitze gegen das zweite, geschlossene
Ende des Gehäuses
hin mit dem Boden in Berührung
gebracht wird, wobei das Verzahnungsmittel den Eintritt des Sensorkörpers erleichtert
und ein Austreten desselben in Bezug auf das Gehäuse begrenzt. Das Verzahnungsmittel
ermöglicht
potentiell einen inneren Luftspalt, nachdem die Sensorspitze mit
dem Boden in Berührung
gebracht ist, welcher eliminiert wird, wenn das mechanische Befesti gungselement
in der ersten Öffnung
der Klammer in Bezug auf den Trägerkörper festgezogen
wird.
-
Die
weiter oben erörterten
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand
der nachfolgenden, kurzen Beschreibung der Zeichnungen für den Fachmann
erkenntlich und verständlich.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Unter
Bezugnahme auf die beispielhaften Zeichnungen, welche eben beispielhaften
Charakter haben und nicht einschränkend zu verstehen sind und
in denen gleiche Elemente in verschiedenen Figuren gleiche Bezugszahlen
tragen, zeigen:
-
1 eine
teilweise Perspektivansicht eines Klammer-Sensorsystems gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Offenbarung, gezeigt in einer typischen Betriebsumgebung,
wobei ein magnetischer Sensor von einem Rotor mit magnetischem Widerstand
um eine Distanz beabstandet ist, die einem automatisch bestimmten,
optimalen Luftspalt entspricht;
-
2 eine
im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Klammer-Sensoreinrichtung
aus 1, die eine Sensorspitze zeigt, welche keinen
inneren Luftspalt relativ zu dem Gehäuse aufweist, in welchem der
Sensor verschoben wird;
-
3 eine
vergrößerte und
teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht von 2,
die eine Einschnappverbindung zwischen dem Sensor und dem Gehäuse veranschaulicht;
-
4 eine
vergrößerte Schnittansicht
von 3, welche die Einschnappverbindung detailgenauer
veranschaulicht; und
-
5 eine
teilweise Seitenansicht der in 1 gezeigten
Klammer-Sensoreinrichtung, die veranschaulicht, wie der Sensor mittels
einer an dem Maschinenblock festgeschraubten Klammer gegen den Boden
des Sensorgehäuses
hin vorgespannt ist.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
In
den Zeichnungen, auf welche nun Bezug genommen wird, zeigen 1 und 2 allgemein eine
beispielhafte Ausführungsform
eines Sensorsonden-Klammersystems 10 gemäß der vorliegenden
Offenbarung, wobei das Klammersystem dazu dient, einen magnetischen
Sensor 12 in Bezug auf einen Rotor 14 mit magnetischem
Widerstand zu positionieren. In dieser Hinsicht weist der magnetische Sensor 12 einen
Sensorkörper 16 auf,
welcher eine Sensorspitze 18 umfasst. Die Sensorspitze 18 erstreckt
sich in eine Sensorbohrung 20 eines Maschinenblocks 22 hinein,
und zwar beispielsweise über ein
Sensorgehäuse 24,
das um eine vorbestimmte Distanz, die gleich einem optimalen Luftspalt
G ist, von dem Rotor 14 mit magnetischem Widerstand beabstandet
ist, wodurch ein optimales Leistungsverhalten des magnetischen Sensors
beim Erfassen von Magnetfeldschwankungen geschaffen wird, während der
Rotor sich dreht.
-
Eine
Sensorsondenkomponentenklammer 26 (im Folgenden einfach "Klammer") des Sensorsonden-Klammersystems 10 besteht
aus einer ersten Klammerkomponente 28 und einer zweiten
Klammerkomponente 30, welche im Wesentlichen parallel zueinander
liegen und parallel zu einer horizontalen Achse H und senkrecht
zu der Sensorbohrung 20 (deren Zylinderachse entlang der
vertikalen Achse V verläuft)
ausgerichtet sind. Die erste und die zweite Klammerkomponente 28, 30 sind
voneinander abgesetzt, so dass die zweite Klammerkomponente 30 mit einem
ersten Flansch 32 in Eingriff treten kann, welcher sich
von einem Abschnitt des Sensorkörpers 16 erstreckt,
der sich über
einen zweiten Flansch 34 des Gehäuses 24 hinaus erstreckt.
Der zweite Flansch 34 ist außerhalb des Durchlasses 20 angeordnet
und definiert eine Öffnung 36 in
welche hinein die Sensorspitze 18 während der Montage zuerst verschoben wird.
Ein mechanisches Befestigungselement 38, wie beispielsweise
eine Schraube oder ein Gewindebolzen mit einer komplementären Mutter,
befestigt die Klammer 26 relativ zu einer horizontalen
Fläche 40 des
Maschinenblocks 22 in einem Gewindeloch 41 des
Maschinenblocks 22.
-
Vorzugsweise
wird der Sensorkörper 16 als Teil
des Fertigungsprozesses auf umschließende Weise in die Öffnung 36 des
Sensorgehäuses 24 eingesetzt.
Außerdem
wird der Sensorkörper 16 als
Teil des Fertigungsprozesses auf umschließende Weise in eine zweite Öffnung 42 in
der zweiten Klammerkomponente 30 eingesetzt. Dadurch ist
nicht nur gewährleistet,
dass der Sensor 12 in Bezug auf die Klammer 26 stets
verbunden bleibt, sondern es wird weiterhin gewährleistet, dass die Ausrichtung
des Sensors in Bezug auf die Klammer korrekt ist. Das erstere Merkmal
erleichtert den Einbau und den Versand von einem Montage-Werk und
erlaubt gleichzeitig ein Auswechseln, das letztere Merkmal hingegen gewährleistet,
dass der empfindliche Sensor in Bezug auf den Rotor 14 mit
magnetischem Widerstand in angemessener Beabstandung bleibt, indem
jegliche durch das erstere Merkmal gebildeten, inneren Luftspalte
eliminiert werden. Beispielsweise kann der Sensorkörper 16 während des
Versands von dem Sensorgehäuse 24 umschlossen
sein, um eine Beschädigung
der Sensorspitze 18 zu vermeiden und; es kann vermieden
werden, dass der Sensorkörper einer
unangemessenen Vorbelastung ausgesetzt wird, indem der Sensorkörper an
der Klammer 26 umschließend festgehalten wird, um
eine unkorrekte Positionierung der Klammer relativ zu dem Sensorkörper aufzuheben.
Es versteht sich, dass der Fachmann jede bekannte Ausführungsart
verwenden können,
um den Sensor umschlossen zu halten und/oder diesen permanent in
Bezug auf die Klammer auszurichten, und dass die verschiedenen Ansichten
der vorliegenden Offenbarung somit beispielhaften, und nicht einschränkenden
Charakter haben.
-
Die
Klammer 26 erhält
den Luftspalt G zwischen dem Rotor 14 mit magnetischem
Widerstand und dem Gehäuse-Außenboden 44 automatisch
aufrecht und eliminiert jeglichen inneren Luftspalt zwischen der
Sensorspitze 18 und dem Gehäuse-Innenboden 46,
wenn der Sensorkörper 16 in
das Gehäuse 24 eingebaut
ist, indem sie den Sensorkörper 16 durch
eine Interaktion zwischen der Klammer und dem Sensorkörper dort
in Position hält,
wie nun unter Bezugnahme auf 2 bis 5 gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
im Detail beschrieben wird.
-
3 ist
eine vergrößerte Teilansicht
aus 2, in welcher der Eingriff zwischen dem Sensorkörper 16,
dem Sensorgehäuse 24 und
dem Maschinenblock 22 detailliert dargestellt ist. Das
Gehäuse 24 ist
im Wesentlichen zylindrisch geformt und hat eine erste Bohrung 50,
welche die Öffnung 36 definiert,
und eine zweite Bohrung 52, die sich zu dem Gehäuse-Innenboden 46 erstreckt.
Das Gehäuse 24 ist
weiterhin durch eine äußere Zylinderwand 54 definiert,
die sich vertikal nach oben zu einem zweiten Flansch 34 des
Gehäuses 24 hin
erstreckt. Der Flansch 34 erstreckt sich über die
Sensorbohrung 20 hinaus, um eine Auflage zu bilden und
um zu verhindern, dass sich das Sensorgehäuse 24 zu dem Rotor 14 mit
magnetischem Widerstand hin verschiebt. Die Zylinderwand 54 ist
hermetisch gegen den Durchlass 20 hin abgedichtet, und
zwar durch einen O-Ring 58, der dazu dient, den dazwischen
gebildeten Spalt zu überbrücken. In
einer bevorzugten Ausführungsform ist
in der Zylinderwand 54 ein sich über den Umfang erstreckender
Kanal 60 ausgebildet, um den O-Ring 58 in Position
zu halten.
-
Die
Bohrung 50 ist weiterhin dadurch definiert, dass sie einen
konischen Zahn 64 aufweist, der sich von der Bohrung 50 radial
nach innen er streckt und sich konisch verjüngt, um das Einführen des Sensorkörpers 16 zu
erleichtern, und dabei gleichzeitig den Sensorkörper 16 an seinem
Umfang in Eingriff nimmt und so ein Austreten des Sensorkörpers aus dem
Gehäuse 24 erschwert.
Im Spezielleren ist der erste konische Zahn 64 entsprechend
ausgelegt, um einen Einschnapp-Eingriff zwischen dem Gehäuse 24 und
dem Sensorkörper 16 zu
schaffen, wenn ein Umfang des Sensorkörpers komplementär dazu ausgelegt
ist, um mit dem ersten konischen Zahn 64 in einer Einschnappanordnung
zusammenzuwirken. So kann beispielsweise ein Umfang des Sensorkörpers eine
Mehrzahl von Einschnapp-Verbindungselementen 66, vorzugsweise
elastische Rippen, Zähne,
Rillen, Flansche und dergleichen umfassen, die mit dem ersten konischen
Zahn 64 in einer Einschnappanordnung zusammenwirken. Alternativ
dazu kann der erste konische Zahn 64 wahlweise ebenfalls
oder anstelle der komplementären
Einschnapp-Verbindungselemente 66 elastisch sein, um das
Einführen
des Sensorkörpers
zu erleichtern.
-
Die
Bohrung 52 ist kleiner als die Bohrung 50, sie
ist jedoch weit genug, um ein Verschieben des Sensorkörpers 16 durch
sie hindurch zu erlauben, so dass die Sensorspitze 18 gegen
den Gehäuse-Innenboden 46 hin
mit dem Boden in Berührung
gebracht werden kann. Die Bohrung 52 bildet eine hermetische
Abdichtung gegenüber
einem Umfang des Sensorkörpers,
und zwar mittels eines zweiten O-Rings 68, um einen zwischen
der Bohrung 52 und dem Sensorkörper 16 gebildeten
Spalt 70 abzudichten. In einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst der Sensorkörper
einen darin ausgebildeten und sich um den Umfang erstreckenden Kanal 72,
um den O-Ring 68 in Position zu halten.
-
Die
Einschnappanordnung zwischen dem Sensorkörper 16 und dem Gehäuse 24 wird
weiter unten unter Bezugnahme auf 3 und 4 eingehender
erörtert.
In einer beispielhaften Ausführungsform
umfassen die Einschnapp-Verbindungselemente 66 einen zweiten
konischen Zahn 74 und einen dritten konischen Zahn 76,
die aneinander angrenzend ausgerichtet sind. Es ist jedoch zu erkennen, dass
sie auch voneinander beabstandet sein können, was nach dem Zusammenbau
der Einschnappanordnung allerdings zu einem größeren, unerwünschten Luftspalt
führt.
Es ist zu erkennen, dass der zweite und der dritte konische Zahn 74, 76 jeweils
eine dem ersten konischen Zahn 64 entgegengerichtete, konische
Verjüngung
haben, um das Einführen
des Sensorkörpers 16 in
die Bohrung 50 in einer durch den Pfeil 78 angezeigten
Richtung zu erleichtern, während
ein Austreten desselben im Wesentlichen begrenzt wird. Eine Verschiebung
des Sensorkörpers
in einer dem Pfeil 78 entgegengesetzten Richtung wird durch
den Kontakt der horizontalen Flächen 80 an dem
ersten konischen Zahn 64 und an dem zweiten konischen Zahn 74 begrenzt.
Der erste konische Zahn 64 umfasst weiterhin einen vertikalen,
ebenen Abschnitt 82, um das Einführen des Sensorkörpers 16 zu
erleichtern und gleichzeitig ein mechanisches Versagen des ersten
konischen Zahns 64 zu verringern, indem eine Spitze des
Zahns 64 eliminiert wird, die ansonsten in die Zähne 74 und 76 eingreifen
und eine größere Reibung
zwischen diesen verursachen würde.
-
Beim
Betrieb treten, wobei weiterhin auf 3 und 4 Bezug
genommen wird, wenn der Sensorkörper 16 in
Richtung des Pfeils 78 verschoben wird und die Sensorspitze 18 gegen
den Gehäuse-Innenboden 46 hin
mit dem Boden in Berührung gebracht
wird, die Einschnapp-Verbindungselemente 66 bzw. vorzugsweise
die Zähne 74 und 76 mit
dem ersten konischen Zahn 64 in Eingriff, um den Zusammenbau
einer Einschnappanordnung des Sensorkörpers 16 mit dem Gehäuse 24 abzuschließen. Nachdem
der Sensorkörper
zu dem Gehäuse
hin gedrückt worden
ist, um den Zusammenbau der Einschnappanordnung abzuschließen, verbleibt
jedoch in der Folge ein innerer Luftspalt 84, welcher einem
gewissen Abschnitt einer Sperrklinkensteigung zwischen dem ersten
konischen Zahn 64 und dem zweiten und dem dritten konischen
Zahn 74, 76 entspricht. Der Luftspalt 84 stellt
einen Betrag an zulässiger
Verschiebung des Sensorkörpers 16 nach
dem Zusammenbau der Einschnappanordnung in einer dem Pfeil 78 entgegengesetzten
Richtung dar. Der Luftspalt 84 hat seinerseits einen inneren
Luftspalt zwischen der Sensorspitze 18 und dem Gehäuse-Innenboden 46 zur
Folge. Es ist für
den Fachmann verständlich, dass
eine geringere Sperrklinkensteigung bzw. ein geringerer Steigungswinkel
den Luftspalt 84 begrenzt. Es ist jedoch wünschenswert,
den Luftspalt 84 nach dem Zusammenbau der Einschnappanordnung
zur Gänze
zu eliminieren, so dass jeglicher innere Luftspalt zwischen der
Sensorspitze 18 und dem Gehäuse-Innenboden 46 eliminiert
wird, um die Wirksamkeit der Sensorsonde 10 zu optimieren.
-
In 5,
auf welche nun Bezug genommen wird, wird die Klammer 26 eingehender
beschrieben, und zwar zur Veranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform
derselben, um einen inneren Luftspalt zwischen der Sensorspitze 18 und
dem Gehäuse-Innenboden 46 nach
dem Zusammenbau der Einschnappanordnung von Sensorkörper 16 und
Gehäuse 24 zu
eliminieren. Die erste und die zweite Klammerkomponente 28 und 30 sind über einen
vertikalen Abschnitt 86 miteinander verbunden, der im Wesentlichen
senkrecht zu der ersten und der zweiten Klammerkomponente 28 und 30 verläuft. Der
vertikale Abschnitt weist vorzugsweise einen Ausschnitt 88 (siehe
auch 1) auf, so dass ein Randabschnitt des Flansches 32 des
Sensorkörpers 16 sich
durch diesen hindurch erstrecken kann. Die Klammer 26, die
eine erste und eine zweite Klammerkomponente 28 und 30 mit
einem dazwischen gelegenen, vertikalen Abschnitt 86 aufweist,
ist vorzugsweise aus einem einzelnen Rohmaterial gefertigt. Das
einzelne Rohmaterial ist vorzugsweise ausgestanzt und besteht aus
Metall, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium. Die zweite Klammerkomponente 30 umfasst weiterhin
zwei darin ausgestanzte Vorsprünge 90, die
einander diametral gegenüberliegen.
Die beiden Vorsprünge 90 sind
entsprechend ausgelegt, um mit einer Oberseite 92 des Flansches 32 in
Eingriff zu treten und somit die Sensorspitze 18 an dem
Mittelabschnitt davon vorzuspannen. Von den beiden Vorsprüngen 90 ist
jeder Vorsprung in Bezug auf den jeweils anderen diametral gegenüberliegend
angeordnet, wodurch gewährleistet
ist, dass die Sensorspitze gegen den Gehäuse-Innenboden 46 hin mit dem Boden
in Berührung
gebracht wird, wenn das mechanische Befestigungselement 38 festgezogen
wird. Durch Festziehen des Befestigungselements 38 nach
dem Zusammenbau der Einschnappanordnung des Sensorkörpers 16 mit
dem Gehäuse 24 wird
jeglicher potentielle Luftspalt, der von einer solchen Einschnappanordnung
herrührt,
eliminiert. Somit kommt es seinerseits zu einer Eliminierung eines
inneren Luftspalts zwischen der Sensorspitze 18 und dem Gehäuse-Innenboden 46.
Es ist zu erkennen, dass ein geeigneter Spalt 94 zwischen
einer Unterseite 96 der ersten Klammerkomponente 28 verfügbar ist,
so dass die Klammer 26, wie in 5 gezeigt,
nach unten verschoben werden kann, um jeglichen Luftspalt 84 zu
eliminieren (4). Es ist zu erkennen, dass die
Länge des
vertikalen Abschnitts 86 entsprechend ausgelegt ist, um
einen Spalt 94 zu ermöglichen,
der geringfügig
breiter ist als jeglicher potentielle Luftspalt 84, so
dass die Klammer 26 verschoben werden kann, um den Luftspalt 84,
der von der Sperrklinkensteigung entsprechend der Auslegung der Einschnappanordnung
verursacht ist, aufzuheben.
-
Sollte
nun an dem magnetischen Sensor eine Wartung erforderlich werden,
so ist es auf einfache Weise möglich,
diesen zu entfernen und mittels des weiter oben skizzierten Verfahrens
an seiner Stelle einen neuen magnetischen Sensor einzubauen. Im
Fall des Einbaus eines neuen magnetischen Sensors wird der Sensorkörper zusammen
mit dem Sensorgehäuse
montiert, so dass durch die Sperrklinkenzähne in beiden Elementen eine
Trennung verhindert wird. Folglich kann der magnetische Sensor neu
installiert werden, wobei die Einschnappanordnung dazu verwendet
wird, um die Sensorspitze mit dem Boden des Gehäuses in Berührung zu brin gen, bis die Klammer
festgezogen wird, um das Spiel und den daraus resultierenden, inneren
Luftspalt zwischen Sensorspitze und Gehäuse aufzuheben. Somit kann
derselbe Luftspalt zwischen dem Rotor mit magnetischem Widerstand
und dem Außenboden des
Sensorgehäuses
erzielt werden, da jeglicher innere Luftspalt als Folge der Summierung
von Toleranzen zwischen dem Sensorgehäuse und dem Sensorkörper eliminiert
wird.
-
Demgemäß stellt
das oben beschriebene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung ein einfaches
und kosteneffizientes Mittel bereit, um einen Sensorkörper mit
einem Gehäuse
zusammenzubauen und dabei jeglichen inneren Luftspalt zu eliminieren,
der mit einer Einschnappanordnung zwischen diesen verbunden ist.
Darüber
hinaus erweist es sich, dass ein solches Mittel zum Aufbau und zur
Beibehaltung eines optimalen Luftspalts zwischen dem Sensor und
dem Rotor mit magnetischem Widerstand dessen Langlebigkeit erhöht, indem
eine Vorspannfeder, deren Qualität
sich mit der Zeit verschlechtert, eliminiert wird. Das oben beschriebene
Verfahren und die zugehörige
Vorrichtung ermöglichen
eine größere Flexibilität und ermöglichen
eine Einschnappanordnung, welche den Eingriff zwischen Sensor und
Gehäuse
beibehält,
wenn die Klammer nicht auf einem Maschinen- oder Getriebe-Block
montiert ist, und welche funktionslos ist, wenn die Klammer mechanisch
an dem Maschinen- oder Getriebe-Block befestigt und gegen diesen
hin vorgespannt ist. Somit wird auch die Langlebigkeit der Schnapp-Eingriffsmittel
erhöht,
da nach ihrem Einbau in ein Kraftfahrzeug keine Kraft mehr auf sie
ausgeübt
wird. Durch die Verwendung des Schnapp-Eingriffs und der Klammeranordnung
in Verbindung mit einer Sensoranordnung kann ein Gewinn hinsichtlich
der Einfachheit, der Kostenersparnis und der Zuverlässigkeit
erzielt werden.
-
Obgleich
hier bevorzugte Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben wurden, können verschiedenen Modifikationen
und Ersetzungen an die sen vorgenommen werden, ohne dass dadurch
vom Geist und Umfang der Erfindung abgewichen wird. Demgemäß versteht
es sich, dass die Vorrichtung und das Verfahren lediglich zu Anschauungszwecken
beschrieben wurden und dass die hier offenbarten Veranschaulichungen
und Ausführungsformen somit
nicht als Einschränkungen
der Patentansprüche
auszulegen sind.