CN113454464B - 感应式转速传感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种感应式转速传感器，其具有：线圈体(100)，该线圈体具有线圈(10)和连接导线(30)，所述连接导线关于线圈绕组至少部分地轴向地或径向地延伸；由塑料材料构成的包套(200)，该包套至少部分地包围所述线圈体；和固定器件(150，160)，用于使得所述包套(200)的形成变得容易。所述固定器件(150，160)包括以下可能性：对于径向延伸的连接导线(30)，将冲头沿轴向方向导入所述连接导线之间并且在进行包套期间保留在那里。在移除该冲头之后，在所述包套(200)中留下材料掏空部(160)。由此在形成所述包套(200)时将所述电连接导线相互有间距地固定。在线圈体上以径向凸起的形式安置抗扭转装置(150)。所述凸起可以在完成的传感器上部分地从所述包套突出或者至少延伸至所述包套的外表面。附加地，可以安装具有喇叭形的边缘拓展部的保护套用于保护所述包套。用于形成所述包套而使用的工具可以有利地包括具有至少两个下工具部分的可线性移动的桌台，由此使得连接导线可以不易于在工具中缠住。线圈体的汇流条(120)上的特殊阻拦部可以使得注塑包封质量转向并且背离线接触部(12)引导。

Description

感应式转速传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种感应式转速传感器及其制造方法。本发明尤其涉及线圈体的注塑包封，该线圈体不仅能够应用于轴向的感应式转速传感器而且能够应用于径向的感应式转速传感器。

背景技术

在车辆技术中、尤其在载货车中使用无源的转速传感器，用于测量可转动的部件的转速。为了确保防抱死系统的正确功能，例如连续地求取相关车轮的转速。该转速传感器常常是基于磁极转子相对于线圈的转速的感应式测量。因为这可以无接触地实现并且此外因为磁场可以容易地穿透严密的封装部，所以这种传感器相对于环境影响很鲁棒，就像它们在机动车应用中典型的那样。

这种转速传感器可以制造为径向传感器或轴向传感器。在轴向转速传感器的情况下，电连接导线轴向地背离转速传感器引导，也就是平行于线圈绕组的轴向轴线。在径向转速传感器的情况下，电连接导线沿径向方向(垂直于轴向的轴线)从转速传感器延伸出去。

在传统的转速传感器中，使用的是对于径向或轴向转速传感器专用的线圈体并且通过注塑包封来相应地保护。为此，将它们固定在相应的注塑包封工具中，用于例如防止在注塑包封期间扭转。该固定例如通过线圈体磁极芯的固定保持来实现，该磁极芯在该注塑包封过程之后被相应地缩短。该做法是费事且易出故障的，因为不能总是确保通过磁极芯的可靠的防扭转。此外，磁极芯的缩短是附加的工作步骤。

因此，存在能够简化地制造感应式传感器的需求。

发明内容

通过根据本发明的感应式转速传感器和根据本发明的用于制造感应式转速传感器的方法解决了上述问题的至少一部分。

本发明涉及一种感应式转速传感器。该感应式转速传感器包括：线圈体，该线圈体具有线圈和连接导线，所述连接导线关于线圈绕组轴向地或径向地背离该线圈体延伸；由塑料材料(例如注塑包封质量或浇铸质量)构成的包套，该包套至少部分地包围所述线圈体。该感应式转速传感器还包括固定器件，用于使所述包套的形成变得容易。所述固定器件对于径向延伸的连接导线可以包括处于所述包套中的材料掏空部，用于在形成所述包套时将所述电连接导线相互有间距地固定。所述固定器件还可以包括抗扭转装置，用于在形成所述包套时防止所述线圈体相对于为了形成所述包套所使用的工具扭转，其中，该抗扭转装置部分地从所述包套(径向地)突出或者至少延伸至所述包套的外表面。在所述感应式转速传感器中构造至少一种类型或这两种类型的固定器件。

此外，材料掏空部提供的优点是：在形成所述包套时实现快速冷却。该材料掏空部可以例如通过工具中的凸起或冲头实现。所述抗扭转装置可以例如配合到工具中的一个或多个凹陷部/槽中，用于由此将线圈体抗扭转地保持在工具中。

可选地，所述包套包括外部的肋，所述肋形成在外表面上并且适于对外部的保护套进行护套夹紧，其中，所述抗扭转装置是肋的区段的一部分。因为所述肋通过工具中的槽产生，所以抗扭转装置到槽中的配合自动地导致抗扭转。在此不需要在工具上做出改变。

可选地，所述包套包括至少一个凸台，例如至少一个肋可以终止于该凸台。该凸台可以构造用于借助敛缝部将外部的保护套固定在该凸台上。因此，该凸台尤其是凸起(其“突出”)并且可以具有与所述抗扭转装置相同的高度水平。所使用的敛缝部可以是保护套的任何形式的局部塑性变形，该塑性变形导致在所述包套上的固定。所述包套也可以在该部位处轻微地塑性变形。

可选地，所述感应式转速传感器包括保护套(例如由金属构成)，该保护套具有喇叭形的边缘拓展部用于保护所述包套。该保护套至少部分地容纳所述包套，其中，所述喇叭形的边缘拓展部朝向所述连接导线。此外，可选地，在所述保护套与所述包套之间(例如在外边缘区域上)构造O形密封环，用于确保可靠的密封。喇叭形状使得保护套到O形环上的推移变得容易。

可选地，所述喇叭形的边缘拓展部包括固定器件，用于将所述保护套和所述包套相互固定或者固定在所述工具上。可选地，所述包套可以相应地具有凸起，该凸起与所述卡钩/卡扣式连接件配合，用于实现固定。所述固定器件可以例如具有卡钩或卡口连接件，从而将保护套进一步保持在所述包套上(例如附加于所述肋和所述敛缝部)。

可选地，所述包套包括整平面，所述连接导线在所述整平面之间延伸至所述线圈体，用于在形成所述包套期间或者在形成所述包套之后使操作变得容易并且提供另外的抗扭转。可选地，所述整平面包括标记面(用于例如借助于激光器在该标记面上形成标记部)。

本发明还涉及一种用于制造如前面所限定的感应式转速传感器的方法。该方法包括：

-提供线圈体，该线圈体具有线圈和连接导线，所述连接导线关于线圈绕组轴向地或径向地延伸；

-由塑料材料(注塑包封质量、浇铸质量等)形成包套，该包套至少部分地包围所述线圈体；和

-在形成所述包套期间固定所述线圈体的至少一部分。

所述固定可以(对于径向延伸的连接导线)包括在形成所述包套期间在所述连接导线之间导入冲头，用于将所述电连接导线以预先确定的间距固定。所述固定还可以包括在使用抗扭转装置的情况下将所述线圈体固定保持在为了形成所述包套所使用的工具中，其中，所述抗扭转装置沿径向方向从所述线圈体突出，用于由此通过所使用的工具来保持。在形成所述包套时，所述抗扭转装置部分地通过该包套包围。

可选地，所述包套的形成包括工具的使用，该工具包括具有至少两个下工具部分和一个上工具部分的可线性移动的桌台，用于使得通过线性移动来装载线圈体成为可能。术语“上”和“下”例如可以借助于如下假定来限定：所述包套的塑料材料的流动方向从上向下进行。

所述线圈体可以包括两个汇流条用于电接触所述线圈，所述汇流条分别在所述线圈的线接头与用于通过连接导线电接触的接触区域之间包括阻拦部。于是，根据实施例的方法可选地包括(作为形成所述包套的一部分)所述线圈体的注塑包封，其中，该注塑包封如此实施，以至于在所述注塑包封时所述阻拦部引起所使用的注塑包封质量转向。为了引起所述转向，所述阻拦部具有相应的几何形状(宽度、高度等)并且相应地布置(例如在线圈的线接头附近并且垂直于注塑包封方向)。因为在注塑包封时常常使用高的压力，因此所述阻拦部对于通往线圈的线接触部(例如相应的焊缝)提供保护，因为主压力首先通过所述阻拦部来拦截。

本发明的实施例通过特殊的固定器件解决了上述技术问题的至少一部分，所述固定器件使得感应式转速传感器的制造变得容易。为此，一方面可以将抗扭转装置直接构造为线圈体的一部分，用于在示例性的注塑包封过程期间防止扭转。此外，用于径向变型方案的、通过冲头/凸起引起的材料掏空部允许在该注塑包封过程中可靠地固定电接触部。因为注塑包封过程导致电接触部的高机械负载，所以该接触部的可靠的保护或固定是重要的，以将错误率保持很低。

此外，这个简单的处理过程提供的另外的优点是，可以显著减少所需部件的数量，这又导致了成本降低。

附图说明

由下面对不同实施例的详细说明和附图可以更好地理解本发明的实施例，但是这些实施例不应被理解为将本公开局限于这些特定的实施方式，而是仅仅用于解释和理解。

图1示出根据本发明的一个实施例的感应式转速传感器；

图2A,2B示出根据其他实施例的、通过连接导线电接触线圈体的示意图；

图3A,3B示出根据其他实施例的用于轴向感应式转速传感器的注塑包封过程的结果；

图4示出用于转速传感器的保护套的实施例；

图5示出轴向实施方式的、完成制造的感应式转速传感器的横截面图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一个实施例的感应式转速传感器。该转速传感器包括线圈体100和连接导线30，该线圈体具有围绕轴向的轴线R的线圈/线圈绕组10，该连接导线关于所述线圈绕组10例如径向地延伸(背离轴线R)。该转速传感器也可以被称为径向转速传感器——不同于轴向转速传感器，在该轴向转速传感器中连接导线(几乎)平行于轴向的轴线R引导出。此外，该感应式转速传感器包括由塑料材料构成的包套200(例如注塑包封质量或浇铸质量)，该包套至少部分地包围所述线圈体100，用于防止引导电流的导线免受湿气和其他环境影响。

此外，在该感应式转速传感器中设置固定器件150、160，这些固定器件构造用于使得所述包套200的形成变得容易。为此，所述固定器件150、160对于所示的径向传感器包括材料掏空部160，该材料掏空部构造在所述包套中并且能够在形成所述包套200时将所述电连接导线30保持相互隔开确定的距离。由此在这两个连接导线之间确保可靠的绝缘(即使通过形成所述包套而对相应的接触部施加高的机械负载)。此外，通过所述掏空部160可以使得在形成所述包套200之后更快冷却并且从而更快制造成为可能。

所述固定器件还可以包括抗扭转装置150，该抗扭转装置防止在形成所述包套200时所述线圈体100相对于为形成该包套而使用的工具扭转。该抗扭转装置150例如部分地从所述包套200突出或者至少延伸至所述包套200的表面，用于实现在用于形成所述包套的、包围的工具中的保持。

在线圈体100中具有磁铁40和磁极芯50，该磁极芯50以其棒形端部51从包套200或线圈体突出，用于将磁场线或磁场线变化高效地从外部环境导入到线圈10的内部空间中。线圈10在前区段中通过线圈体100的盘形的端部区段115轴向地限界，该端部区段具有孔，所述磁极芯50的棒形端部51延伸穿过该孔。

最后，线圈体100具有卡钩130，该卡钩构造用于在平行于轴向的轴线R的轴向移动方面固定所述磁铁40。该固定提供的优点是，在制造故障时可以在进一步注塑包封之前将磁铁40和磁极芯50移除或者甚至根本不接合。通过这种方式可以使得制造中的残次品份额最小化。

图2A和2B示出线圈体100的通过这些连接导线30或单个导线31、32的可能的电接触。在图2A的实施例中，两个电导线31、32被Y形地引导至两个对置的、具有接触区段122的汇流条120。图2B示出一个实施例，在该实施例中，电导线31、32被U形地围绕磁铁40引导并且平行地连接至汇流条120或接触区段122。

图1中的材料掏空部160例如通过冲头实现，该冲头在示例性的注塑包封工具中沿轴向方向R(在图2A、2B中向下)延伸，用于将两个电连接导线31、32或与其连接的接触区段122可靠地相互隔开。因为对于该示例性的注塑包封来说使用较大的压力，所以该固定提供了安全性，因为注塑包封压力不会导致汇流条120或接触区域122在注塑包封时压到一起并且从而出现电短路。

图3A示出具有包套200(例如在示例性的注塑包封过程之后)的轴向感应式转速传感器的一个实施例的立体图并且图3B示出其侧视图。在所示的该实施例中，所形成的包套200包括多个肋230(例如三个或四个)，这些肋被用来随后将保护套(例如金属套)紧固地固定在线圈体上。在包套200的下侧也可以看到磁极芯50的棒形端部51(参见图1)。

所使用的抗扭转装置150至少部分地从包套200突出或者至少延伸至一表面。抗扭转装置150a、150b可以包括不同形状的凸起。例如，抗扭转装置150可以是箭头形元件150a或销形元件150b。通过将抗扭转装置150锚固或保持在所使用的示例性的注塑包封工具中来实现抗扭转。箭头形元件150a可以是肋230的一部分(参见图3a)并且在所述注塑包封工具中保持在槽中，借助于该槽成形/浇铸所述肋230。由此，该箭头形元件150a防止放入的线圈体在所述工具中扭转。可选地，也可以将凸台240构造为包套200的一部分。该凸台240可以例如是端部区域，所述肋230终止于该端部区域。该凸台240例如被用来在随后的方法步骤中例如通过压制或敛缝将护套固定在所述包套200上。

所述凸起150a、150b在径向方向上延伸超过所述盘形的端部区段115例如至少0.1mm(参见图1)。由此可以将线圈体100例如固定在注塑包封工具或用于进行包套的其他工具中。在此，不仅防止了扭转。同时，当沿着线圈体100的周向方向构造例如至少三个凸起150a、150b时，这些凸起150a、150b还可以用作示例性的注塑包封工具中的间隔保持件。可选地，还可以如此构造至少一个抗扭转装置150b，以至于所述包套形成一槽331，如在图3A中所示的那样。

此外，图3A和3B中的实施例包括整平区段250作为包套200的一部分。该整平区段250可以例如被用来在形成所述包套200之后进行操作。此外，该整平区段250也可以用作标记区，用于(例如借助于激光器)标记该感应式转速传感器。在该整平区段250上可以设置为此专用的标记区。

可选地，还可以在所述包套200的拓宽区段的槽中构造密封环330，用于在放置保护套时确保可靠的密封。

图4示出所使用的保护套300的一个实施例，该保护套具有喇叭形拓宽的边缘区域320。在该喇叭形拓宽的边缘区域320中放置密封环330(参见图3B)，用于确保内区域的密封。该保护套300可以例如通过敛缝部310固定在位于其下的包套200上。然而，也可以在凸台区域240上进行敛缝(Verstemmen)，就像例如在图3B中看到的那样。

可选地，可以在喇叭形拓宽的边缘区域320的端部区域上设置固定器件(图4中看不见)，该固定器件用于将保护套300与包套200固定或者固定在注塑包封工具中或在注塑包封过程之后将感应式传感器与保护套300一起从该工具中移除。为此，例如在该喇叭形状的边缘处构造另一卡钩或卡扣式连接。

图5示出轴向结构方式的、完成制造的感应式传感器的横截面图。电连接导线30平行于轴向的轴线R延伸到该传感器中，Y形地扩张，用于接触汇流条120的接触区段122。所述电连接导线30与所述接触区段122之间的电连接可以像在其他实施方式中那样通过熔焊、钎焊或压接进行。

汇流条120布置在磁铁40的两侧并且包括用于线圈10中的线圈线的前接触区段12。该汇流条120形成阻拦部170，其将注塑包封质量在示例性的注塑包封过程期间背离汇流条120的接触区域引导并且从而保护与线圈10的接触部。由此，可以在非常高的压力下实施注塑包封过程，而不必担心由于与线圈的电接触部的损坏而使得该转速传感器不可用。

线圈10通过线圈体100保持在前绕组区域中，其中，磁铁40和单独的磁极芯50布置在该线圈保持件100的内部。该线圈体100与汇流条120和通往连接导线30的接触部一起通过包套200保护(例如严密地密封或封装)。此外，包套200(其例如具有塑料材料)通过保护套300保护。该保护套300可以例如具有金属，以提供针对机械影响的可靠保护。磁极芯50的棒形端部51示例性地毗连于保护套300，以确保磁场线或者由于经过的磁极转子导致的变化的可靠传导。

根据实施例，接触区域122可以柔性地弯曲，从而能够以相同的方式实施基于通用的线圈体100的制造。不仅轴向转速传感器而且径向转速传感器都可以使用相同的部件。与传统转速传感器不同地，对于轴向转速传感器和径向转速传感器不需要不同的线圈体或汇流条。这实现了所需部件的减少、简单的处理和装配并且从而实现了成本的降低。

尽管对于包套200的构造特别是可以使用注塑包封工艺，但是本发明不局限于特定的包套。其他塑料材料或方法(例如浇铸)也是可以使用的。为此所使用的工具有利地包括可线性移动的桌台，其具有两个下工具半部和一个上工具半部。两个下工具半部用于装载待包套的部件(具有线圈的线圈体、汇流条等)并且上工具半部设置用于对包套(例如注塑包封质量)进行材料供应。

因为车辆领域中的转速传感器的线缆长度可以很长(例如4m或更多)，所以可线性移动的桌台相对于传统的工具(其为了装载而实施旋转运动)具有特别的优点：连接导线/连接线缆不能在工具中扭转或缠住。这又带来的优点是，可以实现全自动的制造，因为部分地长的连接线缆仅仅线性移动并且从而几乎不或者甚至完全不妨碍制造过程。

实施例的优点尤其包括：

-通过线圈体100上的凸起实现线圈体100在工具中的抗扭转，从而可靠地防止在示例性的注塑包封过程中扭转。为此，可以使用径向箭头形状的抗扭转装置，其防止制造过程中的扭转并且同时提供固定。此外，设置轴向的扳手面作为抗扭转装置，其除了固定之外还确保制造过程中的抗扭转；

-包套包括肋，该肋用于将护套与凸台面夹紧，所述凸台面可以用于对护套进行敛缝；

-此外，在头部区域中可以设置一些面，这些面可以用作数据矩阵代码并且可以借助于激光器来标记；

-尤其对于径向变型方案使用弹动的或带榫卯结构的材料掏空部，其被用来在注塑包封时固定软线。

本发明的在说明书、权利要求书和附图中公开的特征能够不仅单个地而且能够以任意的组合对于实现本发明是重要的。

附图标记列表

10 线圈/线圈绕组

12 线圈线的线接触部

30 (电)连接导线

31,32 连接导线的导体

40 磁芯/磁铁

50 磁极芯

51 磁极芯的棒形端部

100 线圈体

115 盘形的端部区段

120 汇流条

122 接触区域

130 卡钩

150 抗扭转装置，固定器件

150a 箭头形元件

150b 销元件

160 材料掏空部

170 阻拦部

200 包套

230 肋

240 凸台

250 整平面

300 保护套/金属套

310 敛缝部

320 喇叭形边缘拓展部

330 O形环

R 轴向的轴线。

Claims (10)

1.一种感应式转速传感器，其特征在于，

-线圈体(100)，该线圈体具有线圈(10)和连接导线(30)，所述连接导线关于线圈绕组至少部分地轴向地或径向地延伸；

-由塑料材料构成的包套(200)，该包套至少部分地包围所述线圈体；和

-固定器件(150，160)，用于使所述包套(200)的形成变得容易，

其中，所述固定器件(150，160)包括以下：

-对于径向延伸的连接导线(30)，处于所述包套(200)中的材料掏空部(160)，用于在形成所述包套(200)时将所述连接导线相互有间距地固定；或者

-抗扭转装置(150)，用于防止在形成所述包套(200)时所述线圈体(100)相对于为了形成所述包套而使用的工具扭转，其中，该抗扭转装置(150)部分地从所述包套伸出或者至少延伸至所述包套的外表面；

其中所述包套(200)具有外部的肋(230)，所述肋形成在外表面上并且适于对外部的保护套(300)进行护套夹紧，其中，所述抗扭转装置(150)是肋(230)的区段的一部分。

2.根据权利要求1所述的转速传感器，其特征在于，

所述包套(200)具有至少一个凸台(240)，其中，该凸台(240)构造用于借助敛缝部(310)将外部的保护套(300)固定在该凸台上。

3.根据权利要求1所述的感应式转速传感器，其特征在于，

保护套(300)被成形为具有喇叭形的边缘拓展部(320)用于保护所述包套(200)，

其中，在所述保护套(300)与所述包套(200)之间构造O形密封环(330)，用于确保可靠的密封。

4.根据权利要求3所述的转速传感器，其特征在于，

所述喇叭形的边缘拓展部(320)具有固定器件，用于固定所述保护套(300)和所述包套(200)。

5.根据权利要求4所述的转速传感器，其特征在于，

所述固定器件具有卡钩或卡口连接件。

6.根据权利要求1或2所述的转速传感器，其中，所述连接导线(30)轴向地延伸，其特征在于，

所述包套(200)具有整平面(250)，所述连接导线(30)在所述整平面之间延伸至所述线圈体(100)，用于在形成所述包套期间或者在形成所述包套(200)之后使操作变得容易并且提供另外的抗扭转。

7.根据权利要求6所述的转速传感器，其特征在于，

所述整平面(250)具有标记面。

8.一种用于制造感应式转速传感器的方法，其特征在于，

-提供线圈体(100)，该线圈体具有线圈绕组(10)和连接导线(30)，所述连接导线关于所述线圈绕组(10)至少部分地轴向地或径向地延伸；

-由塑料材料形成包套(200)，该包套至少部分地包围所述线圈体(100)；和

-在形成所述包套(200)期间固定所述线圈体(100)的至少一部分，

其中，所述固定包括以下：

-对于径向延伸的连接导线(30)，在形成所述包套(200)期间在所述连接导线(30)之间导入冲头，用于将所述连接导线(30)以预先确定的间距固定；或者

-在使用抗扭转装置的情况下将所述线圈体(100)固定保持在为了形成所述包套(200)而使用的工具中，该抗扭转装置沿径向方向从所述线圈体(100)突出，用于通过所使用的工具来保持；

形成包套的步骤包括：

在所述包套(200)的外表面形成外部的肋(230)并且适于对外部的保护套(300)进行护套夹紧，其中，所述抗扭转装置(150)是肋(230)的区段的一部分。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

为了形成所述包套(200)而使用工具，该工具包括具有至少两个下工具部分和一个上工具部分的可线性移动的桌台，用于使得通过线性移动来装载线圈体(100)成为可能。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述线圈体(100)包括两个汇流条(120)用于电接触所述线圈(10)，所述汇流条分别在所述线圈(10)的线接触部(12)与用于连接导线(30)的接触区域(122)之间包括阻拦部(170)，其特征在于，

所述包套(200)的形成包括所述线圈体(100)的注塑包封并且该注塑包封如此实施，以至于在注塑包封时所述阻拦部(170)引起所使用的注塑包封质量转向。